به گزارش فارس نیوز، سیاهچالهها به خاطر خاصیت پنهانیشان، شناسایی آنها بسیار دشوار است. این خاصیت باعث شده است که تعیین تعداد دقیق سیاهچالههای نامرئی در کهکشان راه شیری بسیار چالشبرانگیز باشد.
اکنون گروهی از ستارهشناسان کهکشان راه شیری را شبیهسازی کردهاند تا جهان پنهان کهکشانی را بررسی کنند. نتایج این شبیهسازیها نشان میدهد که حدود ۱۷۰ میلیون سیاهچاله ستارهای در سراسر کهکشان ما پراکنده شدهاند. این کار علاوه بر تخمین تعداد سیاهچالهها، توزیع، اندازه و حتی انفجارهایی که آنها را ایجاد کردهاند را نیز پیشبینی میکند. این پیشبینیها نقشهای را برای مشاهدات آینده ارائه میدهند که میتوان آنها را برای آزمایش صحت شبیهسازیها استفاده کرد.
سیاهچالهها از بقایای ستارههای عظیم پس از مرگ آنها تشکیل میشوند. هنگامی که یک ستاره سوخت خود را تمام میکند، ناپایدار میشود و منفجر میشود. هسته ستاره که دیگر توسط فشار همجوشی پشتیبانی نمیشود، به جسمی چنان متراکم تبدیل میشود که نور از آن گریز نمیکند. این موضوع برای ستارهشناسان که از نور برای کسب اطلاعات در مورد جهان استفاده میکنند، مسئلهای مشکلبرانگیز است.
دانشمندان با استفاده از دانش تکامل ستارگان، سیاهچالهها و کهکشانها، امکان شبیهسازی کهکشان راه شیری در طول تاریخ ۱۳.۶ میلیارد ساله آن را فراهم کردهاند. اگر شبیهسازیها به طور مداوم کهکشانی مشابه واقعیت را بازتولید کنند، میتوان نتایج آنها را به عنوان تقریبی قابل قبول از جهان نادیده در نظر گرفت.
تیمی به رهبری تام واگ (Tom Wagg)، اخترفیزیکدان موسسه فلاتیرون (Flatiron) در ایالات متحده، برای تخمین تعداد سیاهچالههای با جرم ستارهای در کهکشان راه شیری این پروژه را انجام داد. آنها با دنبال کردن میلیاردها سال از تشکیل ستارهها، مرگ ستارهها، تولد سیاهچالهها و تکامل کهکشانها، کهکشانهای مجازی را ساختند تا تعداد سیاهچالههای موجود در حال حاضر را برآورد کنند.
نتایج نشان داد که کهکشان راه شیری در طول عمر خود باید حدود ۱۷۰ میلیون ستاره را از رشته اصلی خارج کرده و به زندگی پس از مرگ یک سیاهچاله هدایت کرده باشد. این تعداد ممکن است زیاد به نظر برسد، اما با توجه به اندازه کهکشان راه شیری، این تعداد واقعاً زیاد نیست. تیم محاسبه کرد که توزیع سیاهچالهها در فاصله خورشید از مرکز کهکشان در حجمی از فضا با اضلاع حدود ۱۸.۴ پارسک، یک سیاهچاله در هر ۶۲۵۰ پارسک مکعب (هر پارسک ۳.۲۶ سال نوری است) خواهد بود.
زمان نیز داستان مشابهی را روایت میکند. در طول تاریخ ۱۳.۶ میلیارد ساله کهکشان راه شیری، ۱۷۰ میلیون سیاهچاله وجود دارد که به طور متوسط تقریباً هر ۸۰ سال یک سیاهچاله جدید تشکیل میشود. با این حال، رونق تشکیل سیاهچالههای نوزاد در زمانی اتفاق افتاده است که تشکیل ستارهها بسیار بیشتر از امروز بوده است. بنابراین، بعید است که ما در حیاط خلوت کیهانی خود هیچ سیاهچالهای پیدا کنیم.
مطالعات قبلی نیز نشان دادهاند که سیاهچالهها اغلب در جایی که متولد میشوند، باقی نمیمانند. بسیاری از آنها در انفجار ابرنواختری نامتقارن متولد میشوند که به «ضربه تولد» معروف است و جرم تازه تشکیل شده را در سراسر کهکشان پرتاب میکند. این ضربه در موارد نادر به اندازه کافی پرانرژی است که سرعت فرار از کهکشان راه شیری را داشته باشد، اما اغلب سیاهچالهها فقط سفری طولانی را درون کهکشان طی میکنند که منجر به توزیع کمی متفاوت از جمعیت ستارهای میشود.
قرص نازک ستارگان کهکشان راه شیری ارتفاعی حدود ۳۰۶ پارسک دارد. این تیم دریافت که قرص سیاهچالهها حدود ۷۹۰ پارسک ارتفاع دارد که عمدتاً به دلیل ضربات تولد است. شبیهسازیها نشان میدهند که سبکترین سیاهچالهها از صفحه کهکشانی دورتر پرواز میکنند، زیرا در بدو تولد قویترین ضربات را دریافت میکنند. این به این دلیل است که انفجارهای ابرنواختری که آنها را ایجاد میکنند، مواد ستارهای بیشتری را به بیرون پرتاب میکنند و به پسزنی بیشتر ابرنواختر اجازه میدهند تا سیاهچاله تازه متولد شده را به پرواز درآورد.
در مقابل، سیاهچالههای سنگینتر با مواد بیشتری که به سیاهچاله بازمیگردند، تشکیل میشوند و ضربه را کاهش میدهند. این بدان معناست که بررسیهای آینده فقط شمارش سیاهچالهها نخواهد بود. جرم و حرکات سیاهچالهها میتواند نشان دهد که چگونه ستارههایی که آنها را ایجاد کردهاند، مردهاند و به ستارهشناسان کمک میکند تا بین مدلهای رقیب انفجارهای ابرنواختری و تشکیل سیاهچاله تمایز قائل شوند.
اگر این بررسیها با پیشبینیهای واگ و تیمش سازگار باشد، این امر شبیهسازیها را به عنوان ابزاری برای درک چگونگی تکامل کهکشانها تأیید میکند. مکانها و حرکات امروزی سیاهچالهها، ردپای گذشته آنها را حفظ میکند. اگر مشاهدات آینده این موضوع را تأیید کند، «جهان پنهان کهکشانی» راه شیری میتواند به بایگانی غیرمنتظرهای از تاریخ کهکشان تبدیل شود. این یافتهها به مجلات AAS ارسال شدهاند و در حالی که در حال گذراندن فرآیند رسمی بررسی همتا هستند، میتوان آنها را در سرور پیشچاپ arXiv یافت.
منبع خبر: شهرآرا | انتشار: NabzeRuz.ir
