برخورد قریب‌الوقوع دو ابرسیاه‌چاله

این مشاهدات که طی ۱۳ سال توسط ستاره‌شناسان در رصدخانه رادیویی "دره اوونز" در شمال کالیفرنیا انجام شده است، نشان می‌دهد که یک سیاه‌چاله رادیویی که قبلاً مشاهده شده بود، در مرکز اختروش خود موسوم به "PKS ۲۱۳۱-۰۲۱" دارای یک سیاه‌چاله‌ی همراه است که آن را به یک سیاه‌چاله کلان جرم دوتایی یا ابرسیاه‌چاله دوقلو تبدیل می‌کند.اختروش‌ها هسته‌های کهکشانی فعالی هستند که در آن سیاه‌چاله‌های کلان جرم، مواد را از یک دیسک افزایشی می‌مکند.

اختروش(Quasar) یک هسته فعال به شدت نورانی و دوردست است که وابسته به یک کهکشان جوان است. آنها در رده یک کلاس از اشیا به نام هسته کهکشانی فعال قرار دارند. اختروش‌ها پیشتر به عنوان منابع انرژی الکترومغناطیسی شامل امواج رادیویی و نور مرئی با انتقال به سرخ زیاد شناخته می‌شدند که به ستاره‌ها شبیه بودند. سرانجام با وجود بحث‌های مختلف بر سر موجودیت این شیء آسمانی، همگی دانشمندان به یک توافق علمی رسیدند که یک اختروش، هاله متراکم‌شده ماده است که ابرسیاه‌چاله یک کهکشان جوان را احاطه کرده ‌است.

بر اساس مطالعه جدید ستاره شناسان، به نظر می‌رسد این دو سیاه‌چاله کلان جرم هر دو سال یک بار به دور یکدیگر می‌چرخند و جرم هر یک از این اجرام فضایی عظیم، صدها میلیون برابر بزرگتر از خورشید ماست و فاصله آنها از یکدیگر نیز تقریباً ۵۰ برابر بیشتر از فضای بین خورشید و پلوتون است.یافته‌های آنها در مقاله‌ای در مجله Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.

انتظار می‌رود که این دو سیاه‌چاله در حدود ۱۰ هزار سال دیگر که زمان بسیار کوتاهی در مقیاس کیهانی است، با هم ادغام شوند و منجر به برخورد شدیدی شوند که انتظار می‌رود امواج گرانشی را به سراسر جهان بفرستد.
در واقع ستاره شناسان دانشگاه "کلرادو بولدر" در ماه نوامبر گزارش خود را در مورد شبیه‌سازی رایانه‌ای برخورد این دو سیاه‌چاله منتشر کردند. آنها ادعا کردند که این برخورد می‌تواند یک "لگد گرانشی" به قدری قوی ایجاد کند که می‌تواند شکل یک کهکشان را مخدوش کند و تغییر دهد.

اخترشناسان زمانی به این کشف دست یافتند که متوجه شدند یک فوران قدرتمند از مجاورت این سیاه‌چاله‌ها خارج می‌شود. مشاهده شد که این فوران در حال جابجایی به جلو و عقب است که نشانه‌ای از حرکت مداری این جفت سیاه‌چاله است که می‌تواند از طریق جابجایی‌های دوره‌ای در روشنایی نور رادیویی ساطع شده از سیاه‌چاله‌ها تشخیص داده شود.این سیاه‌چاله‌های دوقلوی تازه کشف شده دومین نامزد شناخته شده برای یک جفت سیاه‌چاله کلان جرم هستند که در آستانه برخورد قرار گرفته‌اند. اولین جفت که در یک اختروش به نام "OJ ۲۸۷" کشف شد، هر ۹ سال یک بار به دور یکدیگر می‌چرخند.

سیاه‌چاله (Blackhole) ناحیه‌ای در فضا-زمان با گرانشی بسیار نیرومند است که هیچ چیز حتی ذرات و تابش‌های الکترومغناطیسی مانند نور نمی‌توانند از میدان گرانش قدرتمند آن بگریزند. نظریه نسبیت عام "آلبرت اینشتین" بیان می‌کند که یک جرم که به اندازه کافی فشرده شده، می‌تواند سبب تغییر شکل و خمیدگی فضا-زمان و تشکیل سیاه‌چاله شود. مرز این ناحیه از فضازمان که هیچ چیزی پس از عبور از آن نمی‌تواند به بیرون برگردد را "افق رویداد" می‌نامند. صفت "سیاه" در نام سیاه‌چاله برگرفته از این واقعیت است که همه نوری را که از افق رویداد آن می‌گذرد، به دام می‌اندازد.

از سوی دیگر نیز، نظریه "میدان‌های کوانتومی در فضازمان خمیده "پیش‌بینی می‌کند که افق‌های رویداد نیز تابشی به نام "تابش هاوکینگ" گسیل می‌کنند که طیف آن همانند طیف جسم سیاهی است که دمای آن با جرمش نسبت وارونه دارد. میزان دما در مورد سیاه‌چاله‌های ستاره‌ای در حد چند میلیاردم کلوین است و از این رو ردیابی آن دشوار است.سیاه‌چاله به دلیل اینکه نوری از آن خارج نمی‌گردد، نامرئی است، اما می‌تواند بودن خود را از راه کنش و واکنش با ماده پیرامون خود نشان دهد. از راه بررسی برهمکنش میان ستاره دوگانه با همدم نامرئی خود، اخترشناسان نامزدهای احتمالی بسیاری را برای سیاه‌چاله بودن در این منظومه‌ها شناسایی کرده‌اند. این باور جمعی در میان دانشمندان رو به گسترش است که در مرکز بیشتر کهکشان‌ها یک سیاه‌چاله کلان‌جرم وجود دارد. برای نمونه، دستاوردهای ارزشمندی بازگوی این واقعیت است که در مرکز کهکشان راه شیری ما نیز یک سیاهچاله کلان جرم با جرمی بیش از چهار میلیون برابر جرم خورشید وجود دارد.

محققان توضیح می‌دهند که کشف آنها به درک بهتر این فرآیندهای خشونت آمیز کمک می‌کند که می‌توانند شکل کل ساختارهای کهکشانی را تغییر دهند. با انجام این کار، آنها می‌توانند به درک بهتری از گذشته کهکشان خودمان نیز برسند.