سیاه‌چاله‌های تنهاتر، گرسنه‌تر هستند!

مشاهدات یک پژوهش جدید که به توضیح چگونگی تأثیر اندازه کهکشان‌ها و محیط آنها بر رفتار سیاه‌چاله می‌پردازد، نشان می‌دهند سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم واقع در قسمت‌های خلوت کهکشان، بیشتر می‌توانند از مواد کهکشانی تغدیه کنند.

کد خبر: ۶۲۶۷۲۳

تاریخ: ۳۱ خرداد ۱۴۰۲ - ۱۴:۲۸

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از اسپیس، یک پژوهش‌ جدید نشان می‌دهد که سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم واقع در مرکز کهکشان‌ها، در بیابان‌های کیهانی قرار دارند؛ جایی که همسایه‌ها و تغذیه ستاره‌ای کمیاب هستند. بدین ترتیب، آنها بیشتر از همتایان خود که در نواحی شلوغ‌تر کهکشان قرار دارند، موفق به خوردن مواد مورد نیاز می‌شوند.

ستاره‌شناسان در دهه گذشته این موضوع را مطرح کرده‌اند که شاید ادغام کهکشان‌ها - مشابه آنچه که بین کهکشان راه شیری و کهکشان آندرومدا در حال انجام گرفتن است - محرک اصلی جدا شدن مواد از کهکشان‌ها و هدایت آنها به سیاه‌چاله‌های بزرگ واقع در مرکز آنها باشد. مشاهدات این پژوهش جدید که بیش از ۲۰ هزار سیاه‌چاله گرسنه را در برش‌های تنهای کیهانی موسوم به «حفره‌های کیهانی» پیدا کرده است، نشان می‌دهند زمانی که این پدیده‌های نامرئی با همسایگان کمتری تعامل داشته باشند، بیشتر میان‌وعده می‌خورند.

«آنکا کنستانتین»(Anca Constantin)، استاد اخترفیزیک «دانشگاه جیمز مدیسون»(JMU) و سرپرست این پژوهش گفت: این یافته‌ها درک کنونی ما را در مورد چگونگی تکامل کهکشان‌ها به چالش می‌کشند.

حفره‌های کیهانی اساسا حباب‌های سه‌بعدی فضا هستند که عمر برخی از آنها بیش از ۵۰۰ میلیون سال نوری است و فقط تعداد انگشت‌شماری کهکشان را در خود جای داده‌اند. گمان می‌رود که حفره‌های کیهانی، نیمی از جهان ما را تشکیل می‌دهند و در مجموع، ۲۰ درصد از جمعیت کهکشان‌ها را میزبانی می‌کنند.

شواهد فزاینده‌ای نشان می‌دهند کهکشان راه شیری نیز در یک فضای خالی کروی قرار دارد که شعاع آن حداقل یک میلیارد سال نوری است و هفت برابر بزرگ‌تر از یک فضای خالی کیهانی متوسط محسوب می‌شود. پژوهشگران می‌گویند ۸۰ درصد باقی‌مانده از کهکشان‌های جهان، در مناطق شلوغ‌تری متولد شده‌اند که بین ۵۰ تا ۱۰۰۰ کهکشان در خوشه‌های کهکشانی آنجا جمع می‌شوند.

۸۰ درصد از کهکشان‌هایی که در گوشه‌های پرجمعیت‌تر کیهان زندگی می‌کنند، به اندازه‌ای نزدیک هستند که با یکدیگر تعامل گرانشی دارند و نهایتا با یکدیگر ادغام می‌شوند. طی این فرآیند، کهکشان‌ها مواد را از یکدیگر جدا می‌کنند و سیاهچاله‌های بزرگ واقع در مرکز آنها با این مواد تغذیه می‌شوند. «آنیش آرادهی»(Anish Aradhey) که به تازگی از «دبیرستان هریسونبورگ»(Harrisonburg High School) در ویرجینیا فارغ‌التحصیل شده و از سرپرست‌های این پژوهش جدید است، گفت: با وجود این، چگونگی هدایت دقیق مواد به سوی سیاه‌چاله به گونه‌ای که خوردن میان‌وعده یا مواد اطراف را آغاز کند، به شدت مورد بحث قرار گرفته است.

نظریه ادغام، فاقد توضیح قوی در مورد چگونگی گسترش سیاه‌چاله‌ها در کهکشان‌هایی است که در همسایگی کیهانی خود بدون دوست هستند و با یکدیگر تعامل ندارند. تصور می‌شود که این فرآیند برای در دسترس قرار دادن غذای ستاره‌ای ضروری است. بنابراین، آرادهی و گروهش برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد چگونگی آغاز تغذیه سیاه‌چاله‌ها، سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم گرسنه را در تنهاترین کهکشان‌های واقع در حفره‌های کیهانی مطالعه کردند.

آرادهی ادامه داد: اگر کهکشان‌ها مجبور نباشند برای به دست آوردن سوخت، به رقابت با همسایگان خود از طریق فعل و انفعالات و فرآیندهای دیگر بپردازند، می‌توانند سوخت را به سوی مرکز سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم هدایت کنند.

گروه آرادهی با استفاده از داده‌های هشت ساله جمع‌آوری‌شده توسط تلسکوپ «کاوشگر نقشه‌بردار فروسرخ میدان وسیع»‌(WISE) ناسا، به بررسی این موضوع پرداختند که چگونه روشنایی حدود ۲۹۰ هزار کهکشان به مرور زمان تغییر کرده است و بیش از ۲۰ هزار سیاه‌چاله فعال را کشف کردند که از چشم جستجوهای پیشین پنهان مانده بودند.

بررسی‌های گذشته انجام‌شده روی کهکشان‌های خالی، بر طول‌موج‌های نوری یا فروسرخ میانی تمرکز داشتند که دومی برای طبقه‌بندی فعالیت در کهکشان‌ها، به نور شناسایی‌شده متکی بود. هر چه نور آبی‌تر باشد، شکل‌گیری ستاره شدیدتر است. این در حالی است که نور قرمز، انتشارات ساطع‌شده از یک سیاه‌چاله گرسنه را نشان می‌دهد که از مواد تغذیه می‌کند.

آرادهی گفت: با وجود این، کهکشان‌های خالی میزبان تعداد زیادی از فرآیندهای شکل‌گیری ستاره‌ هستند و در نتیجه، نور آبی‌تری را انتشار می‌دهند که نور حاصل از تغذیه سیاه‌چاله‌های درون آنها را خفه می‌کند. بنابراین، حضور آنها را پنهان می‌کند و این توضیح می‌دهد که چرا پژوهش‌های گذشته آنها را از دست داده‌اند.

گروه آرادهی، نوسانات آشکار در روشنایی نور فروسرخ را بررسی کردند که نشان‌دهنده وجود سیاه‌چاله‌های تغذیه‌کننده بود و مشخص شد که فعالیت آنها در کهکشان‌های کوچک یا متوسط، نسبت به کهکشان‌های بزرگ رایج‌تر است.

آرادهی افزود: به نظر می‌رسد وقتی کهکشان‌های کوچک‌تر تنها می‌مانند و با همسایه‌های خود در تعامل قرار نمی‌گیرند، بیشتر غذا می‌خورند.