کشف سنگین‌ترین سیاهچاله دوتایی

به نقل از آی‌ای، نظریه ادغام دو سیاهچاله بسیار پرجرم مدتهاست که مطرح شده است اما هرگز به طور مستقیم مشاهده نشده بود. این تقریبا شبیه دیدن یک اسب شاخدار نادر است. این نظریه نشان می‌دهد که وقتی دو کهکشان با هم ادغام می‌شوند، سیاه‌چاله‌های ساکن آنها با یکدیگر درگیر می‌شوند و در نهایت به شکل یک سیاهچاله واحد ادغام می‌شوند. انتظار می‌رود که این جفت سیاهچاله‌ها امواج گرانشی قدرتمندی آزاد کنند.

برای به چالش کشیدن این نظریه، گروهی از ستاره‌شناسان شروع به تجزیه و تحلیل داده‌های تلسکوپ شمالی جمنای(Gemini) در هاوایی کردند. ماموریت آنها چه بود؟ آنها باید یک سیاهچاله دوتایی عظیم در کهکشان بیضوی B۲۰۴۰۲+۳۷۹ را بررسی می‌کردند و با انجام این کار، اسرار کیهانی آنها را فاش می‌کردند.

تلسکوپ جمنای شمالی نیمی از رصدخانه بین‌المللی جمنای است که توسط NSF's NOIRLab اداره می‌شود و به دانشمندان اجازه می‌دهد تا این دو سیاهچاله را بررسی کنند.سیاهچاله دوتایی موجود در کهکشان B۲۰۴۰۲+۳۷۹ انتظارات را زیر پا گذاشت. این گروه مشاهده کردند که فاصله ۲۴ سال نوری این دو سیاهچاله برای بیش از سه میلیارد سال حفظ شده است.

۲۴ سال نوری جدایی برای بیش از سه میلیارد سال
این گروه به داده‌های آرشیوی طیف‌نگار چند شی جمنای شمالی(GMOS که دستگاهی با حساسیت بسیار زیاد است که می‌تواند ستاره‌های اطراف سیاه‌چاله‌ها را ترسیم کند، نگاهی انداختند.راجر رومانی(Roger Romani)، استاد فیزیک از دانشگاه استنفورد، توضیح می‌دهد: حساسیت عالی GMOS به ما این امکان را می‌دهد تا با نزدیک‌تر شدن به مرکز کهکشان، سرعت‌های فزاینده ستاره‌ها را ترسیم کنیم.

تحقیقات آنها نشان داد که جرم دوتایی سیاهچاله‌ها به عنوان یک مانع گرانشی عمل می‌کند. این امر از ادغام دو سیاهچاله جلوگیری می‌کند.علاوه بر این، محققان سرنخ‌هایی کشف کردند که به منشا این سیاهچاله دوتایی اشاره داشت که نشان می‌داد آنها از طریق ادغام‌های کهکشانی متعدد شکل گرفته‌اند. کهکشان B۲۰۴۰۲+۳۷۹، یک «خوشه فسیلی» است که از ادغام کل ستاره‌ها و گازهای یک خوشه کهکشانی در یک کهکشان منفرد ایجاد می‌شود.

ماندن در برزخ یا ادغام؟
دو سیاهچاله بسیار پرجرم از ادغام سیاهچاله‌های کوچک‌تر از کهکشان‌های مختلف به وجود آمده‌اند. پس از ادغام‌های کهکشانی، سیاهچاله‌های پرجرم به صورت مارپیچی به هم نزدیک‌تر می‌شوند تا اینکه نیروهای گرانشی بر آنها غلبه می‌کند و آنها با هم ادغام می‌شوند.

با این حال، در مورد این دو سیاهچاله سنگین وزن، اندازه بزرگ آنها تقریبا تمام مواد اطراف را به بیرون پرتاب کرده است و یک خلاء گرانشی ایجاد کرده است. رومانی خاطرنشان کرد: از آنجایی که این دو بسیار سنگین هستند، برای انجام کار به تعداد زیادی ستاره و گاز نیاز دارند.

سوال مهم این است که آیا این دو سیاهچاله به طور نامحدود در برزخ خواهند ماند یا بر تشعشعات گرانشی خود غلبه کرده و ادغام خواهند شد؟ اثر بالقوه امواج گرانشی ناشی از ادغام می‌تواند صد میلیون بار قوی‌تر از ادغام‌های سیاهچاله‌های معمولی باشد.یافته‌های این گروه در مجله Astrophysical منتشر شده است.