کشف بزرگترین سیاه چاله جهان با جرمی ۳۶ میلیارد برابر خورشید

بزرگترین سیاه چاله جهان با جرم ۳۶ میلیارد برابر خورشید

در حالی که پیش از این اخباری در مورد قدیمی‌ترین سیاه چاله جهان منتشر شده بود، اکنون با کشف یک هیولای واقعی در دل یکی از بزرگترین کهکشان‌های جهان مواجه هستیم. این سیاه چاله که در یکی از دو کهکشان تشکیل‌دهنده سیستم «نعل اسب کیهانی» جای گرفته، جرمی معادل ۳۶ میلیارد برابر خورشید دارد.

برخلاف بسیاری از سیاه چاله‌ها که از طریق دیسک برافزایشی درخشان اطرافشان شناسایی می‌شوند (هنگامی که در حال بلعیدن ستاره یا گاز و غبار کیهانی هستند)، این سیاه چاله عظیم غیرفعال است و جرمی را به درون خود نمی‌کشد. این ویژگی آن را شبیه به سیاه چاله مرکزی کهکشان راه شیری می‌کند.

مقایسه با کمان ای* (Sagittarius A*)

مقایسه این هیولای کیهانی با سیاه چاله کلان‌جرم مرکز کهکشان راه شیری، یعنی کمان ای*، اطلاعات شگفت‌انگیزی را آشکار می‌سازد:

• جرم: جرم کمان ای* حدود ۴.۳ میلیون برابر خورشید است، در حالی که سیاه چاله جدید ۳۶.۵ میلیارد برابر خورشید جرم دارد.
• شعاع افق رویداد: شعاع افق رویداد کمان ای* حدود ۱۲.۷ میلیون کیلومتر است، اما این میزان برای سیاه چاله جدید به ۱۰۸ میلیارد کیلومتر می‌رسد.
• زمان عبور نور از افق رویداد: نور برای عبور از دهانه سیاه چاله جدید به ۸.۳ روز زمان نیاز دارد، در حالی که این زمان برای کمان ای* تنها ۸۵ ثانیه است.

نکته قابل توجه این است که هرچه شعاع افق رویداد بزرگتر باشد، نیروی کشندی کاهش می‌یابد. این بدان معناست که احتمال «اسپاگتی شدن» (تکه‌تکه شدن جرم در اثر نیروهای گرانشی شدید) با نزدیک شدن به این سیاه چاله عظیم کمتر می‌شود. در واقع، در بزرگترین سیاه چاله جهان عملاً نیروی کشندی وجود ندارد و می‌توان حتی تا افق رویداد زنده ماند و وارد آن شد.

ویژگی‌های منحصر به فرد

درخشندگی فوق‌العاده زیاد

سیاه چاله‌ها اجرام را جذب کرده و در یک مسیر حلقوی به نام دیسک برافزایشی می‌کشانند. مواد موجود در این دیسک به دلیل فشار و دمای بالا فوق‌العاده می‌درخشند. در حالی که درخشش سیاه چاله راه شیری در بیشترین حالت به ۱۴۰ میلیارد برابر خورشید می‌رسد، روشنایی بزرگترین سیاه چاله جهان می‌تواند تا ۱.۲ هزار تریلیون برابر خورشید افزایش یابد. این سیاه چاله می‌تواند حتی بیشتر از یک خوشه کهکشانی بدرخشد.

کند شدن گذر زمان

یکی از جذاب‌ترین پدیده‌های مرتبط با سیاه چاله‌ها، اتساع زمان است. زمان برای فردی که در نزدیکی سیاه چاله قرار دارد، کندتر از کسی که در زمین زندگی می‌کند، می‌گذرد:

• در فاصله ۳۲۰ میلیارد کیلومتری مرکز این سیاه چاله، زمان ۲۰ درصد کندتر از زمین خواهد گذشت.
• در فاصله ۱۱ کیلومتری افق رویداد، زمان ۳ برابر کندتر از زمین می‌شود.
• در فاصله تنها ۱۰ کیلومتری افق رویداد، اگر یک سال برای شما بگذرد، ۶۶۶۷ سال در زمین سپری شده است.

نحوه کشف هیولای خاموش

کشف این سیاه چاله غیرفعال که دیسک برافزایشی درخشانی ندارد، از طریق نشانه‌های غیرمستقیم صورت گرفت:

• خمیدگی فضا-زمان: نیروی گرانشی عظیم سیاه چاله باعث خمیدگی بافت فضا-زمان می‌شود که مسیر حرکت نور را تغییر می‌دهد. این پدیده منجر به مشاهده «حلقه اینشتین» (در این مورد «نعل اسب اینشتین») شد؛ جایی که نور کهکشان پشتی هنگام عبور از کهکشان میزبان سیاه چاله، دچار خمیدگی شده و به شکل نعل اسب دیده می‌شود.
• سرعت بالای ستارگان: ستارگان در منطقه داخلی کهکشان میزبان با سرعت ۴۰۰ کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کردند که نشانه‌ای از تأثیر گرانش یک جرم بسیار بزرگ بود.

اخترشناسان با بررسی‌های بیشتر به این نتیجه رسیدند که با یک «گروه فسیلی» طرف هستند؛ به این معنی که سیستم نعل اسب کیهانی در نتیجه ادغام دو یا چند کهکشان شکل گرفته است. این ادغام باعث ترکیب سیاه چاله‌های مرکزی و پدید آمدن این غول کیهانی شده و همچنین جرم بیشتری را در دسترس سیاه چاله قرار داده است. پیش‌بینی می‌شود که چنین اتفاقی تا چند میلیارد سال دیگر برای کهکشان راه شیری و آندرومدا نیز رخ دهد و سیاه چاله کمان ای* نیز فوق‌العاده بزرگتر شود.