کمان ای* سیاهچاله ای بزرگ در قلب کهکشان راه شیری - وبلاگ ادکلن شنل

به گزارش وبلاگ ادکلن شنل، یک سیاهچاله بزرگ با نام کمان ای* که در قلب کهکشان راه شیری ما قرار گرفته است، حالا بیش از همیشه در کانون توجه بشر قرار گرفته است.

کمان ای* (*Sagittarius A) که اغلب با مخفف *Sgr A شناخته می گردد، سیاهچاله ای بسیار پرجرم است که در مرکز کهکشان مارپیچی ما، یعنی راه شیری جای گرفته است.

اَبَرسیاهچاله مرکزی راه شیری از دید زمین در صورت فلکی قوس (Sagittarius) قرار گرفته و به همین دلیل به این نام خوانده می گردد. کمان ای-استار (Sagittarius A Star) عمدتا آرام است و فقط گاهی گاز یا غبار را جذب می کند، اما با این وجود جرمی میلیون ها برابر خورشید ما دارد.

هنوز اسرار زیادی پیرامون این سیاهچاله بزرگ وجود دارد، اما کارشناسان کاملا با آن ناآشنا نیستند و مشاهدات تلسکوپ افق رویداد (Event Horizon Telescope) هم نوید اطلاعات بیشتری را می دهد.

سیاهچاله های با جرم ستاره ای و سیاه چاله های با جرم میانه زمانی تشکیل می شوند که ستاره های پرجرم همجوشی هسته ای را متوقف می کنند و دیگر نمی توانند خود را در برابر فروپاشی گرانشی کامل نگه دارند. اما هنوز فرایندی که سیاه چاله های کلان جرم مانند *Sagittarius A را شکل می دهد، معین نیست زیرا ستاره ای به این اندازه بزرگ وجود ندارد که مستقیما در سیاهچاله ای به این اندازه فرو بریزد.

دو مکانیسم ممکن برای این موضوع، نخست سیاهچاله های کوچک تری هستند که با بلعیدن گاز و غبار از محیط اطرافشان تا این اندازه رشد کنند و دیگری سیاهچاله های کوچک تری که با ادغام پیوسته، به این ابعاد بزرگ می رسند.

اندازه کمان ای*

در سال 2008، اخترشناسان راینهارد گنزل (Reinhard Genzel) و آندریا گز (Andrea Ghez) معین کردند که جرم کمان ای* باید 4.3 میلیون برابر جرم خورشید باشد. اخترشناسان همچنین محاسبه کرده اند که قطر سیاهچاله بزرگ راه شیری حدود 23.5 میلیون کیلومتر است. این در مقایسه با خود راه شیری که 100 هزار سال نوری عرض و 1000 سال نوری ضخامت دارد، بسیار کوچک است.

قرصی از گاز سیاهچاله کمان ای* را دربر گرفته است که بین 5 تا 30 سال نوری پیشرفته است و گهگاه توده هایی از ماده را به درون می ریزد و باعث فلاش های ضعیف پرتو ایکس می گردد. این دیسک برافزایشی همچنین بر اثر اصطکاکی که در آن وجود دارد و باعث افزایش دما تا 10 میلیون درجه سانتی گراد می گردد، پرتو ایکس منتشر می کند.

هنوز چیزهای زیادی برای آموختن درباره کمان ای* وجود دارد، اما اولین تصویر از سیاهچاله مرکزی کهکشان راه شیری که از طریق تلسکوپ افق رویداد (EHT) گرفته شده است، می تواند اسرار بیشتری را درباره جرم کیهانی که کهکشان ما را شکل داده است، آشکار کند.

مشاهدات کمان ای*

همه چیز در کهکشان 13.6 میلیارد ساله ما، از جمله منظومه شمسی، دور کمان ای* که در فاصله 26000 سال نوری از ما واقع شده است می چرخند. کشف سیاهچاله ها بسیار سخت است و معمولا فقط از تأثیراتی که بر محیط خود می گذارند، شناسایی می شوند. این سختی به این دلیل است که نه تنها نور ساطع نمی کنند، بلکه فوتون ها را پشت مرزی به نام افق رویداد به دام می اندازند که مطالعه مستقیم آن ها را در طیف نور مرئی تقریبا غیرممکن می کند.

مشاهده کمان ای* از زمین حتی به دلیل پوشیده شدن در صفحه غلیظی از گردوغبار میانی، سختتر هم شده است. اما خوشبختانه، ستاره شناسان راه های دیگری برای دریافت اطلاعات از کمان ای* توسعه داده اند. برای نمونه، جرم یک جرم مرکزی و شعاع آن را می توان با مشاهده اثر گرانشی که بر اجرام اطرافش می گذارد، معین کرد.

برای رصد کمان ای* دانشمندان ستاره S2 را که در فاصله 18 میلیارد کیلومتری و با سرعت 11.4 کیلومتر بر ساعت پیرامون آن می چرخد را زیر نظر گرفتند. این ستاره همچنین دارای یک مدار 16 ساله بسیار بیضی-شکل است .

شیوه کشف کمان ای*

نظریه های پیرامون کمان ای* به اوایل دهه 1930 میلادی بازمی گردد، زمانی که کارل جانسکی (Karl Jansky) سیگنالی رادیویی یافت که از مکانی در جهت صورت فلکی قوس به سمت مرکز کهکشان راه شیری ساطع شده بود.

سپس در فوریه 1974 منبع این سیگنال های رادیویی فشرده با نام کمان ای* در مرکز کهکشان از طریق ستاره شناسان بروس بالیک (Bruce Balick) و رابرت ال. براون (Robert L. Brown) شناسایی شد. در دهه 1980 بود که ستاره شناسان این ایده را فرموله کردند که جرم فشرده مرکزی احتمالا سیاهچاله ای با ابعاد - تا آن زمان - غیرقابل تصور است.

در سال 1994 هم راینهارد گنزل و تیمی از دانشگاه کالیفرنیا برکلی از طیف سنجی فروسرخ و زیرمیلی متری برای استنباط جرمی فشرده با جرم 3 میلیون برابر خورشید در این ناحیه استفاده کردند.

در طول دهه بعد، ستاره شناسان به رد سایر گزینه های احتمالی برای ماهیت این جرم، از جمله خوشه های ستاره ای بسیار متراکم، ادامه دادند و چنین فرایندی، این ایده را تقویت کرد که قوس ای* یک سیاهچاله بسیار پرجرم است.

شواهد قطعی مبنی بر اینکه جرم فشرده کمان ای* یک سیاهچاله کلان جرم است در سال 2018 و زمانی ارائه شد که ستاره شناسان از طریق تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) رصدخانه جنوبی اروپا (ESO) گسیل های ناشی از فعل وانفعالات مغناطیسی توده های گاز داغ نزدیک به سیاهچاله را که با سرعت حدود 30 درصد نور حرکت می کردند، مشاهده کردند. این مشاهدات دقیقا با پیش بینی های تئوری مربوط به نقاط داغی که به دور یک سیاهچاله با جرم چهار میلیون برابر خورشید می چرخند، مطابقت داشت.

آیا کمان ای* راه شیری را می بلعد؟

این یک تصور غلط رایج است که سیاهچاله ها همه مواد را می مکند. درعوض، آن ها هر ماده ای را که خیلی نزدیک باشد، در گرانش خود می گیرند. بنابراین، برای مثال اگر خورشید با یک سیاهچاله جایگزین گردد، زمین در مدار خود ثابت و ایمن باقی می ماند، هرچند دیگر گرما و نور را دریافت نخواهد کرد.

بسیاری از سیاهچاله ها مواد، گاز و غبار یا موادی را که از ستاره های مجاور جدا شده اند، مصرف می کنند به شیوه ای که این مواد آن ها را در یک قرص برافزایشی دربر می گیرند و به تدریج به مرکز قرص که سیاهچاله واقع شده است فرومی ریزند.

در پی چنین رویدادی، شرایط خشونت بار در قرص برافزایشی، گسیل و جت های قدرتمندی را از ناحیه ای ایجاد می کند که هسته کهکشانی فعال (AGN) نامیده می گردد. کمان ای* هم اکنون به اندازه کافی ماده را نمی بلعد تا یک هسته فعال کهکشانی را شکل دهد و یک ستاره یا جرم دیگر باید تقریبا مستقیم به آن برخورد کند، تا در سیاهچاله مصرف گردد.

با این حال، زمانی که حدود 4 میلیارد سال دیگر کهکشان راه شیری با ستارگان کهکشان آندرومدا (Andromeda) برخورد کرده و ادغام می گردد و سیاهچاله ای دیگر و بالقوه بسیار بزرگ تر را به وجود می آورد، این فرایند می تواند تغییر کند.

عکس کاور: طرحی گرافیکی (با ابعاد غیرواقعی) از نمای نزدیک کمان ای*

Credit: iStock

منبع: Space