کشف سیاه‌چاله‌ای سرگردان که در حال فرار از کهکشان خود است

بر اساس رصدهای جدید، خطی از نور که از کهکشانی دوردست کشیده شده احتمالاً می‌تواند اولین نشانه‌ی فرار سیاه‌چاله‌ای غول‌پیکر باشد. این سیاه‌چاله‌ در حال فرار از کهکشان میزبان، دنباله‌ای از ستاره‌های تازه متولد‌شده و گازها را از خود به جا گذاشته است.

در صورت تأیید این فرار میان‌کهکشانی، ستاره‌شناس‌ها می‌توانند نکات بیشتری را درباره‌ی برخورد سیاه‌چاله‌ها بیاموزند. شارلوت آنگوس، ستاره‌شناس دانشگاه کپنهاگ که در پژوهش جدید مشارکتی نداشته، کشف گریز سیاه‌چاله‌ی کلان‌جرم را هیجان‌انگیز می‌داند. این رویدادها در نظریه پیش‌بینی شده‌اند اما تاکنون شواهد اندکی برای آن‌ها به‌ دست‌ آمده است.

به گزارش ساینس نیوز، پیتر وان دوکوم و همکاران او در حین رصد کهکشان‌های کوتوله‌ی دوردست با تلسکوپ فضایی هابل به مشاهده‌ی عجیبی رسیدند: یک خط صاف نوری که به نظر می‌رسید از کهکشانی دوردست کشیده شده است و به‌مرور باریک‌تر و درخشان‌تر می‌شود. دوکوم می‌گوید:

قبلاً چنین چیزی ندیده بودیم. اغلب جرم‌های نجومی به شکل بیضی یا حبابی شکل ظاهر می‌شوند. تعداد بسیار کمی از جرم‌ها به شکل خط در آسمان ظاهر می‌شوند. معمولاً ستاره‌شناس‌ها با دیدن چنین خطی، آن را ناشی از شیء متحرکی مثل ماهواره‌ی در حال عبور از میدان دید تلسکوپ در نظر می‌گیرند.

وان دوکوم و همکاران برای پی بردن به ماهیت جرم یادشده، رصدهای پی‌در پی را با رصدخانه‌ی کک در هاوایی انجام دادند. بر اساس این رصدها نوار نوری از کهکشانی در فاصله‌ی ۸ میلیارد سال نوری سرچشمه می‌گیرد (بیش از نصف عمر جهان). یافته‌های این پژوهش در تاریخ ۹ فوریه در پایگاه arXiv.org منتشر شد. پژوهشگرها با اندازه‌گیری فاصله توانستند طول خط را محاسبه کنند که دقیقاً ۲۰۰ هزار سال نوری است. بدین‌ترتیب فرضیه‌ی ماهواره حذف می‌شود. وان دوکوم می‌گوید:

توضیح‌های زیادی را در نظر گرفتیم و بهترین توضیح متناسب با مشاهدات این بود که در حال رصد یک جرم سنگین مثل سیاه‌چاله هستیم که با سرعت بسیار بالایی از کهکشان دور می‌شود.

سیاه‌چاله‌ها به خودی خود نامرئی هستند؛ اما معمولاً به‌تنهایی کهکشان را ترک نمی‌کنند بلکه برخی ستاره‌ها و گازهایی که دارای پیوند گرانشی با سیاه‌چاله هستند با آن همراه می‌شوند. گازها پرتوهایی قوی را منتشر می‌کنند که برای تلسکوپ‌ها قابل رصد هستند. مسیر سیاه‌چاله در میان گاز و غبار مناطق خارجی کهکشانی می‌تواند بخشی از آن گاز را به ستاره‌های جدید تبدیل کند که آن‌ها هم مرئی هستند.

احتمال دیگر این است که خط پرتوها به دلیل سیاه‌چاله‌ی کلان جرم مرکز کهکشان به وجود آمده باشد؛ اما این سناریو احتمالاً به ایجاد پرتویی منجر می‌شود که در نزدیکی کهکشان باریک و با دور شدن از آن پهن می‌شود؛ اما نور دیده‌شده، عکس این مسئله را نشان می‌دهد.

اگر جرم یادشده یک سیاهچاله باشد احتمالاً از مرکز کهکشان بر اثر برهم‌کنش با یک یا دو سیاه‌چاله‌ی مجاور دیگر دفع شده است. تقریباً هر کهکشانی دارای سیاه‌چاله‌ای کلان‌جرم در مرکز خود است. با ادغام کهکشان‌ها، سیاه‌چاله‌های مرکزی آن‌ها هم در نهایت ادغام می‌شوند. در صورتی که شرایط برقرار باشد، ادغام باعث بیرون انداخته‌شدن سیاه‌چاله و دور شدن آن با سرعتی بالا می‌شود.

در غیر این صورت ممکن است سیاه‌چاله از میان برخورد سه کهکشان بیرون انداخته شده باشد. وقتی کهکشان سومی به یک ادغام می‌پیوندد، سه سیاه‌چاله‌ی کلان جرم برای رسیدن به یک جایگاه با یکدیگر رقابت می‌کنند. در نهایت یکی از سیاه‌چاله‌ها از برخورد کهکشانی بیرون انداخته می‌شود در حالی که دو سیاه‌چاله‌ی دیگر به آرامی در مسیری دیگر پیش می‌روند. این همان سناریویی است که وان دوکوم به آن فکر می‌کند. همچنین علائمی از خط کم‌نورتر و باریک‌تر در جهت مخالف با خط درخشان و صاف وجود دارند.

شاید رصدهای بیشتر این رویداد به‌ویژه با تلسکوپ فضایی جیمز وب بتوانند رازهای آن را آشکار کنند. محاسبات تئوریِ بیشتر از ظاهر سیاه‌چاله‌ی کلان‌جرم سرگردان هم به این پژوهش کمک خواهند کرد. آنگوس در تلاش است در میان داده‌های گذشته، پدیده‌ای مشابه را پیدا کند. او می‌گوید به دنبال تعداد بیشتری از این شاخصه‌ها است که ممکن است در داده‌های قبلی از قلم افتاده باشند. وان دوکوم هم به جست‌وجو ادامه می‌دهد. او می‌گوید:

حالا که می‌دانیم آنچه دنبالش هستیم این نوارهای بسیار باریک هستند، می‌توانیم به داده‌های هابل بازگردیم. ما حالا مجموعه‌ای شامل ۲۵ سال تصاویر هابل را در اختیار داریم که با این هدف جست‌وجو نشده‌اند. فکر می‌کنم بتوانیم تعداد بیشتری را پیدا کنیم.