«جیمز وب» اولین ابرسیاه‌چاله فراری تاریخ را کشف کرد

تلسکوپ فضایی «جیمز وب» ناسا اولین سیاه‌چاله کلان‌جرم فراری را که با سرعت بیش از 3.5 میلیون کیلومتر در ساعت از میان کهکشان‌های «جغد کیهانی» عبور می‌کند، تأیید کرد.

کد خبر: ۷۲۱۳۲۴

تاریخ: ۲۷ آذر ۱۴۰۴ - ۱۸:۴۹

به گزارش صراط به نقل از ایسنا، برای اولین بار، ستاره‌شناسان یک ابرسیاه‌چاله با جرم حداقل ۱۰ میلیون برابر خورشید را تایید کرده‌اند که به نحوی با سرعت باورنکردنی ۹۵۴ کیلومتر در ثانیه (معادل ۰.۳۲ درصد سرعت نور) از کهکشان میزبان خود جدا شده است.

این سریع‌ترین جرم ستاره‌ای فراری نیست که تاکنون مشاهده شده است، اما قدرت گرانشی مورد نیاز برای پرتاب سیاه‌چاله‌ای با این جرم به بیرون و پراکنده شدن آن با این سرعت در محیط پیرامون کهکشانی، واقعاً شگفت‌انگیز است.

این سیاه‌چاله که اکنون «RBH-1» نام دارد، اولین بار در سال ۲۰۲۳ گزارش شد. در آن زمان به نظر می‌رسید که سرنخ‌ها تصویر واضحی از یک جرم فراری را ترسیم می‌کنند. اکنون این موضوع در مشاهدات و رصدهای بعدی به رهبری اخترفیزیکدان «پیتر ون دوکوم»( Pieter van Dokkum) از دانشگاه ییل(Yale) و با استفاده از ابزار «NIRSpec» نزدیک به فروسرخ تلسکوپ «جیمز وب» تأیید شده است.

ابرسیاهچاله «RBH-1» در واقع از لبه‌های بیرونی کهکشان خود به سمت فضای بین کهکشانی در حال حرکت است.

نحوه وقوع این اتفاق احتمالاً حتی هیجان‌انگیزتر است. محققان معتقدند که رویدادی که به «RBH-1» این امکان را داده است که در فضا-زمان حرکت کند، به احتمال زیاد پس‌زنی گرانشی ناشی از ادغام یک سیاه‌چاله ابرپرجرم بوده است.

ستاره‌شناسان می‌گویند: این نتایج تأیید می‌کند که این دنباله توسط یک ابرسیاه‌چاله فراریِ مافوق صوت تغذیه می‌شود که پیامدی پیش‌بینی‌شده از پس‌زنی موج گرانشی یا خروج چندجرمی از هسته‌های کهکشانی است.

ابرسیاه‌چاله‌ها مانند عنکبوت‌ها هستند و تارهایشان تمایل دارند به هم بپیوندند. کهکشان‌ها در اطراف سیاه‌چاله‌ها جمع می‌شوند و رشد می‌کنند و تکامل آنها توسط گرانش و رفتار سیاه‌چاله‌های هسته‌ای غول‌پیکر در مراکزشان شکل می‌گیرد.

این بدان معنا نیست که سیاه‌چاله باید در جای خود باقی بماند. طبق نظریه، یک اختلال به اندازه کافی بزرگ می‌تواند سیاه‌چاله را از جای خود بیرون کند و آن را به سرگردانی در جهان بفرستد که تنها با ابر کوچکی از مواد در چنگال فوری و بی‌رحمانه آن همراه است.

ستاره‌شناسان در طول سال‌ها شواهد زیادی از این مکانیسم جمع‌آوری کرده‌اند. اینها شامل چندین ابرسیاه‌چاله فراریِ کاندید که از مراکز کهکشان‌هایشان بیرون رانده شده‌اند، کهکشانی با یک ابرسیاه‌چاله دوم در حومه آن و حتی یک کهکشان که به نظر می‌رسد ابرسیاه‌چاله خود را به طور کامل از دست داده است، می‌شود.

شبیه‌سازی‌ها همچنین نشان می‌دهند که باید تعداد قابل توجهی از ابرسیاه‌چاله‌های سرگردان وجود داشته باشند که به طور نامرئی در تاریکی فضای بین کهکشانی حضور دارند.

«ون دوکوم» و همکارانش برای تأیید اینکه آیا «RBH-1» واقعاً همان چیزی است که در مشاهدات اولیه به نظر می‌رسید، از تلسکوپ فضایی «جیمز وب» برای دریافتن سرعت آن استفاده کردند، چرا که به محیط پیرامون کهکشانی شامل گاز و غبار رقیق اطراف کهکشان میزبان خود برخورد می‌کند و آن را فشرده می‌کند.

وقتی چیزی به سمت ما حرکت می‌کند، طول موج نور آن کمی به سمت انتهای آبی‌تر طیف نور فشرده می‌شود؛ پدیده‌ای که به عنوان «انتقال به آبی» شناخته می‌شود. محققان انتقال به آبی را در جلو و پشت شوک کمانی اندازه‌گیری کردند و یک تفاوت سرعت چشمگیر و ناگهانی یافتند.

محققان دریافتند که این ساختار کلی تنها می‌تواند توسط یک جرم پرسرعت و عظیم که با سرعت حدود ۹۵۴ کیلومتر در ثانیه به جلو می‌خزد، ایجاد شود.

سوال بعدی این بود که این اتفاق چطور رخ می‌دهد؟ محققان در مقاله خود گفته‌اند که این مکانیسم احتمالاً یک برهمکنش گرانشی سه جرمی بین سه ابرسیاه‌چاله است که توسط ادغام کهکشان‌ها به هم رسیده‌اند.

آنها با اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر اکنون معتقدند که محتمل‌ترین توضیح، ادغام بین دو ابرسیاه‌چاله است که پس از ادغام کهکشان‌های میزبانشان به هم رسیده‌اند. همانطور که آنها برای تشکیل یک ابرسیاه‌چاله به هم نزدیک می‌شدند، آزادسازی نامتقارن انرژی گرانشی، یک ضربه پس‌زنی ایجاد می‌کرد که سیاه‌چاله تازه تشکیل شده را به پرواز در می‌آورد.

سرعت اندازه‌گیری شده‌ «RBH-1» و جرم کهکشانی که از خود به جا گذاشته است، کاملاً با مدل‌های این فرآیند سازگار است.

محققان می‌گویند: ما این جرم را «RBH-1» می‌نامیم، زیرا می‌دانیم که این اولین ابرسیاه‌چاله‌ فراری تایید شده است.

آنها در پایان گفتند: ابرسیاه‌چاله‌ فراری «RBH-1» اعتبارسنجی تجربی پیش‌بینی ۵۰ ساله‌ای است مبنی بر اینکه سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم می‌توانند از طریق پس‌زنی موج گرانشی یا برهمکنش سه جرمی از کهکشان‌های میزبان خود فرار کنند.