تماشا کنید: انیمیشن ناسا خورشید ما را با غول‌آساترین سیاه‌چاله‌های جهان مقایسه می‌کند
ناسا انیمیشن جدیدی را منتشر کرده که درکی از عظمت واقعی سیاه‌چاله‌ها را نشان می‌دهد. سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم غول‌های جهان و اجرام فوق‌سنگینی هستند که در مرکز کهکشان‌ها قرار دارند. حداقل جرم این اجرام غول‌پیکر ۱۰۰ هزار برابر جرم خورشید است و ممکن است به ده‌ها میلیارد برابر جرم خورشیدی هم برسد.
با وجود تمام توصیف‌های فوق به‌سختی می‌توان عظمت و بزرگی سیاه‌چاله‌های مرکز کهکشان را درک کرد و هنوز معماهای زیادی درباره‌ی این اجرام اسرارآمیز وجود دارند. به گفته‌ی جرم اسکیتمن، اخترفیزیکدان نظری مرکز پرواز فضایی گدارد ناسا، اندازه‌گیری‌های مستقیم که بسیاری از آن‌ها به کمک تلسکوپ هابل انجام شده‌اند، وجود بیش از ۱۰۰ سیاهچالهی کلان جرم را تأیید می‌کنند؛ اما این سیاه‌چاله‌ها چقدر بزرگ هستند؟ با برخورد کهکشان‌ها سیاه‌چاله‌های کلان جرم مرکزی آن‌ها هم ادغام می‌شوند و به این ترتیب سیاه‌چاله‌های بزرگ‌تری به وجود می‌آیند.
در واقع ممکن است سیاه‌چاله‌ها به خودی خود زیاد هم بزرگ نباشند. این اجرام چگال‌ترین اجرامی هستند که در جهان می‌شناسیم. سیاه‌چاله‌ها به‌قدری فشرده هستند که در معادلات ریاضی تنها به شکل تکینگی قابل توصیف‌اند. تکینگی به نقطه‌‌ای یک‌بعدی با چگالی بی‌نهایت گفته می‌شد. این چگالی به‌قدری زیاد است که فضازمان در اطراف سیاهچاله خم می‌شود و به شکل کره‌ای بسته درمی‌آید. داخل این کره حتی نور هم توان فرار ندارد.
به مرز بی‌بازگشت سیاهچاله، افق رویداد گفته می‌شود. هرچقدر سیاه‌چاله‌ای سنگین‌تر باشد، شعاع شوارتزشیلد یا شعاع کره‌ای که بر اساس افق رویداد تعریف می‌شود، افزایش می‌یابد. برای مثال اگر خورشید یک سیاهچاله بود، شعاع شوارتزشیلد آن تنها برابر با ۲٫۹۵ کیلومتر می‌شد. حتی کوچک‌ترین سیاه‌چاله‌هایی که تاکنون کشف شده‌اند، حداقل پنج برابر خورشید جرم دارند. این اجرام معمولا حاصل مرگ و فروپاشی ستاره‌های کلان‌جرم هستند و از این‌رو سیاهچالهی ستاره‌ای نامیده می‌شوند.
جرم سیاه‌چاله‌های ستاره‌ای حداکثر به ۶۵ جرم خورشیدی می‌رسد؛ زیرا ستاره‌های سنگین‌تر معمولا در نوعی انفجار ابرنواختر به نام «ناپایدار جفتی» به عمر خود پایان می‌دهند. این انفجار، هسته‌ی ستاره را به‌طور کامل ناپدید می‌کند و بنابراین چیزی برای تبدیل شدن به سیاهچاله باقی نمی‌ماند. بااین‌حال سیاه‌چاله‌های ستاره‌ای سنگین‌تر با بیش از ۶۵ جرم ستاره‌ای هم دیده شده‌اند. در واقع این سیاه‌چاله‌ها از طریق برخورد و ادغام با سیاه‌چاله‌های دیگر شکل می‌گیرند و به این ترتیب به جرمی ترکیبی می‌رسند؛ اما این سیاه‌چاله‌های کوچک‌تر چگونه به سیاه‌چاله‌های بسیار عظیم و کلان‌جرم تبدیل می‌شوند؟ به‌طور کلی شواهد اندکی برای سیاه‌چاله‌هایی با طیف جرمی بین سیاهچالهی ستاره‌ای و سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم وجود دارند.
از سوی دیگر تعداد سیاه‌چاله‌های کلان جرم هم زیاد است. انیمیشن جدید ناسا (بالا) نمایشی حیرت‌انگیز از این سیاه‌چاله‌ها است که با سیاه‌چاله‌ای در کهکشان کوتوله‌ی موسوم به J1601+3113 شروع می‌شود. این کهکشان میزبان سیاه‌چاله‌ای با ۱۰۰ هزار جرم خورشیدی است. شعاع شوارتزشیلد چنین سیاه‌چاله‌ای اندکی کمتر از نصف اندازه‌ی خورشید است. سایه‌ی سیاهچاله تا اطراف افق رویداد گسترش می‌یابد و منطقه‌ای تاریک‌تر به اندازه‌ی دوبرابر اندازه‌ی آن را ایجاد می‌کند که طبق این ویدئو، سایه تقریبا هم‌اندازه با خورشید است. در ویدئو ابعاد سیاه‌چاله‌ها با ابعاد اجرام رایجی مثل منظومه‌ی شمسی و مدارهای آن مقایسه شده‌اند.
همچنین شاهد سیاه‌چاله‌ای کلان‌جرم در مرکز کهکشانمان، کمان ای * هستیم که جرم آن به ۴٫۳ میلیون جرم خورشیدی می‌رسد. فراتر از آن سیاهچالهی مسیه ۸۷ یا M87 که اولین تصویر سیاهچاله متعلق به آن است، دارای جرمی برابر با ۵٫۳۷ میلیارد جرم خورشیدی است.
- کشف نوع جدیدی از سیاه‌چاله‌ها که در نزدیک‌ترین فاصله به زمین قرار دارند23 فروردین 02مطالعه '3
- سیاه چاله‌ای غول‌پیکر در هر ثانیه توده‌ای از مواد در ابعاد زمین را می‌بلعد30 خرداد 01مطالعه '3
دو سیاهچاله در مرکز کهکشان NGC7727 قرار دارند. این کهکشان حاصل ادغام دو کهکشان است و حالا دو سیاهچاله در مرکز خود دارد. جرم یکی از آن‌ها ۱۵۴ میلیون جرم خورشیدی و جرم سیاهچالهی دیگر ۶٫۳ میلیون جرم خورشیدی است. احتمالا روزی این دو سیاهچاله با یکدیگر ادغام شوند.
سیاه‌چاله‌های یادشده سرنخی بزرگ برای پی بردن به ابعاد بزرگ سیاه‌چاله‌ها و تولید امواج گرانشی بر اثر ادغام آن‌ها هستند. بااین‌حال تکرار این ادغام‌ها اندک است و ابزارهای فعلی توانایی کافی را برای کشف آن‌ها ندارند.
سیاهچالهی فوق‌کلان‌جرم TON-618 با جرمی به اندازه‌ی ۶۶ میلیارد خورشید، بزرگ‌ترین سیاه‌چاله‌ای است که در جهان می‌شناسیم. بر اساس فرضیه‌های تئوری، حد بالای جرم سیاه‌چاله‌ای ۵۰ میلیارد جرم خورشیدی بود اما همیشه جهان واقعی می‌تواند آمار را نقض کند.
در چنین جرمی، شعاع شوارتزشیلد سیاهچاله برابر با ۱۳۰۰ واحد نجومی خواهد بود. برای درک بهتر و مقایسه، پلوتو در ۴۰ واحد نجومی از خورشید قرار دارد. چنین سیاه‌چاله‌ای می‌تواند چندین منظومه‌ی شمسی را ببلعد. خوشبختانه ما از این سیاهچالهی عظیم دور هستیم و فاصله‌ی آن به ۱۰٫۸ میلیارد سال نوری می‌رسد.
نظرات