در برخورد کهکشان‌ها با سیاهچاله چه رخ می‌دهد؟

به گزارش وب گردي خبرگزاري صدا سيما؛ اخیرا، گروهي از دانشمندان برای یافتن نمونه‌هایی از برخورد سه کهکشان را  با یکدیگر تحقيقات خود را شروع کردند. در میان تمامی این داده ها، آنها موفق به یافتن ۷ سیستم جداگانه شده اند که با آن معیار‌ها مطابقت دارند.

این سیستم‌های مورد نظر بین ۳۷۰ میلیون تا یک میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند، بنابراین تشخیص هر نوری که از آنها به سمت ما می‌آید، بسیار دشوار است. به طور ویژه تیم علاقه داشت که بفهمد آیا این سیستم‌ها دارای سیاه چاله‌های پرجرمی در درون خود هستند یا نه، و اگر پاسخ مثبت است، تعداد آن‌ها چه قدر است؟

پرتو ایکس به دلیل توانایی در تشخیص مواد جذب شده توسط سیاهچاله ها، بهترین طول موج برای توصیف تعاملات بین آن‌ها به شمار می‌آید. برای مشاهده این ۷ سیستم از رصدخانه پرتو ایکس Chandra استفاده شده است. این تیم بیشتر به دنبال آن بود که بداند سیاه چاله‌های پرجرم در مراکز این کهکشان‌ها با یکدیگر ادغام شده اند یا خیر.

در برخورد کهکشان‌ها با سیاهچاله چه رخ می‌دهد؟ در برخورد کهکشان‌ها با سیاهچاله چه رخ می‌دهد؟ در برخورد کهکشان‌ها با سیاهچاله چه رخ می‌دهد؟ در برخورد کهکشان‌ها با سیاهچاله چه رخ می‌دهد؟ در برخورد کهکشان‌ها با سیاهچاله چه رخ می‌دهد؟ در برخورد کهکشان‌ها با سیاهچاله چه رخ می‌دهد؟ در برخورد کهکشان‌ها با سیاهچاله چه رخ می‌دهد؟ در برخورد کهکشان‌ها با سیاهچاله چه رخ می‌دهد؟

برای دانشمندان جالب است، زیرا تاکنون به طور مستقیم مشاهده نشده اند. برخی گمانه زنی‌ها وجود دارد که در واقع غیر ممکن است دو سیاهچاله پرجرم به اندازه کافی به یکدیگر نزدیک شوند تا به طور موثر ادغام شوند. در واقع اگر آنها با یکدیگر ادغام شوند، این سوال مطرح می‌شود که آیا آنها امواج گرانشی منتشر می‌کنند یا نه، همانطور که برای اولین بار، برای سیاه چاله‌هایی به ابعاد ستاره‌ها مشاهده شده بود.

این احتمال وجود دارد که آنها به طور کلی با هم ادغام نشوند و در صورت ادغام شدن امواج گرانشی تولید نکنند. در چنین سناریوی بدبینانه ای، همانطور که Michael Koss نویسنده مقاله گفته است: آشکارساز‌های امواج گرانشی مانند لایگو، هرگز قادر به مطالعه ادغام دو ابرسیاهچاله نیستند. نظریه مربوط به ادغام شدن این اجرام عظیم بیان می‌کند که اگر فقط دو ابرسیاهچاله در یک سیستم وجود داشته باشد، آنها ممکن است نتوانند به اندازه کافی به یکدیگر نزدیک شوند تا ادغام شوند. با این حال، افزودن سومین سیاهچاله به این سیستم، می‌تواند سیستم را بی ثبات کرده و اجازه دهد که دو یا تعداد بیشتری ابرسیاهچاله با هم ادغام شوند.

یافته‌های آنها از یک سیستم با سه سیاهچاله تا سیستمی بدون هیچ تابش پرتوی ایکسی از سیاه چاله‌ها را در بر می‌گیرد. سایر نتایج هم شامل چهار سیستم با دو سیاهچاله پرجرم در حال رشد و یک سیستم با تک سیاهچاله ابرپرجرم درونش بود.

در برخورد کهکشان‌ها با سیاهچاله چه رخ می‌دهد؟ در برخورد کهکشان‌ها با سیاهچاله چه رخ می‌دهد؟ در برخورد کهکشان‌ها با سیاهچاله چه رخ می‌دهد؟ در برخورد کهکشان‌ها با سیاهچاله چه رخ می‌دهد؟ در برخورد کهکشان‌ها با سیاهچاله چه رخ می‌دهد؟ در برخورد کهکشان‌ها با سیاهچاله چه رخ می‌دهد؟ در برخورد کهکشان‌ها با سیاهچاله چه رخ می‌دهد؟ در برخورد کهکشان‌ها با سیاهچاله چه رخ می‌دهد؟

هنوز مشخص نیست که این یافته‌ها چه کمکی به درک بیشتر رشد و تکامل سیاهچاله‌ها در چنین محیط‌های عظیمی مانند کهکشان‌های سه گانه با ادغام شده می‌کند. اما همچنان که ما به جمع آوری و بایگانی کردن اطلاعات بیشتر در مورد جهان ادامه میدهیم، الگوریتم‌هایی مانند آن که برای جمع آوری داده‌های این مقاله استفاده شد، مفیدتر می‌شوند.
سیاه‌چاله کلان جرم بزرگترین نوع سیاه‌چاله در کهکشان‌هاست که گمان می‌رود در مرکز تقریباً همه کهکشان‌ها از جمله کهکشان راه شیری (کمان اَی* با جرم چهار میلیون جرم خورشیدی) نیز یافت شود که دارای جرمی معادل صد‌ها هزار تا چندین میلیارد برابر جرم خورشید هستند. این سیاه‌چاله‌ها پر جرم‌ترین نوع سیاه‌چاله‌ها هستند و گرانش بسیار زیادی دارند که در جهان بی نظیر است. همچنین تصور می‌رود که مرکز کهکشان ان‌جی‌سی ۴۲۶۱ سیاه‌چاله‌ای کلان‌جرم با ۴۰۰ میلیون جرم خورشید باشد.

کمان اَی* (Sagittarius A*, Sgr A*) یک منبع قوی امواج رادیویی بسیار فشرده و پرجرم در مرکز کهکشان راه‌شیری است. شمار زیاد ستاره‌های در اطراف آن بعنوان شواهدی برای شناخت و جمع آوری اطلاعات برای این سیاه چاله محسوب می‌گردد و بر همین اساس تصور می‌رود که این جرم یک سیاه‌چاله پرجرم باشد. از لحاظ ظاهری در مرز صورت فلکی کمان و عقرب قرار دارد.

در فیزیک، موج گرانشی موجی است که توسط میدان گرانشی تولید می‌شود. وجود این نوع از امواج توسط آلبرت اینشتین در سال ۱۹۱۶ از طریق نظریهٔ نسبیت عام به‌طور نظری پیش‌بینی شد و صدسال بعد، در سال ۲۰۱۶ به کمک تأسیسات لایگو به‌طور تجربی مشاهده گردید و در سال ۲۰۱۷سه دانشمند (راینرویس، بری سی بریش وکیپ اس تورن) به‌طورمشترک جایزه نوبل فیزیک ۲۰۱۷ را به دلیل تلاش‌های خود در زمینه آشکارساز لایگوو مشاهده امواج گرانشی دریافت کردند.

در فیزیک مدرن، زمان، بعد چهارم جهان محسوب می‌شود. انیشتین دریافت که نمی‌توان دو مفهوم فضا و زمان را از هم جدا کرد و هندسه جهان چهار بعدی می‌باشد (سه بعد فضا و یک بعد زمان). او در تئوری نسبیت این هندسه را فضا-زمان نامید. گرانش یا جاذبه در این تئوری انحنایی در فضا-زمان است. این انحنا را جرم ایجاد می‌کند. هر چه جرم جسمی بیشتر باشد انحنای بزرگتری در فضا-زمان ایجاد می‌کند. این انحنا در واقع موقعیت جسم را مشخص می‌نماید. وقتی جسمی حرکت می‌کند، انحنایی که در فضا-زمان ایجاد می‌کند هم حرکت می‌کند.

برای اینکه این موضوع روشن شود، یک صفحهٔ بسیار نرم لاستیکی منعطف را در نظر بگیرید. اگر یک توپ بسکتبال را روی آن قرار بدهید، جرم زیاد آن باعث فرو رفتگی در صفحهٔ لاستیکی خواهد شد. حال کمی این توپ را بغلتانید تا از نقطهٔ A به نقطهٔ B برود؛ انحنای موجود در صفحهٔ لاستیکی نیز همراه با توپ جابجا خواهد شد و از A به B خواهد رفت. واضح است که نقطهٔ A دیگر انحنا نخواهد داشت و بالا خواهد آمد. این حرکت از پایین به بالای صفحه، باعث ایجاد نوعی موج می‌شود. در ساختار فضا-زمان، این موج، موج گرانشی نامیده می‌شود.

رویداد‌های عظیم کیهانی مثل انفجار ابرنواختر‌ها که انرژی‌های عظیم با سرعت نور حرکت می‌کنند موج گرانشی تولید می‌کنند. وقتی که آب را در حوض به هم بزنید موج‌های کوچکی ایجاد می‌شود. این موج‌ها را می‌توان به مثابه موج گرانشی در نظر گرفت.