سیاهچاله ی آندرومدا در محاصره ی ستارگان جوان

این موضوع که سیاهچاله های بسیار پر جرم در مراکز بیشتر کهکشان ها وجود دارند، دیگر اسرار آمیز نیست. اما موضوعی که کمتر کسی آنرا می داند این است که تا کنون تنها وجود دو عدد از این …

این موضوع که سیاهچاله های بسیار پر جرم در مراکز بیشتر کهکشان ها وجود دارند، دیگر اسرار آمیز نیست. اما موضوعی که کمتر کسی آنرا می داند این است که تا کنون تنها وجود دو عدد از این سیاهچاله ها کاملا اثبات شده است.و اکنون به مدد وجود چند ستاره ی آبی رنگ در ناحیه ای غیر منتظره، این آمار به ه سیاهچاله افزایش پیدا کرده است.

برای مدتی طولانی تصور می شد کهکشان آندرومدا(M۳۱) یکی از نمونه های دارنده ی سیاهچاله باشد. درونی ترین هسته ی آن اشعه ی ایکس ساطع می کند که مشابه این رفتار از یک دیسک گازی که به صورت مارپیچ به یک ناحیه ختم می شود، انتظار می رود. به علاوه، برای تقریبا یک دهه ستاره شناسان نور آبی مرموزی را در مرکز این دیسک رصد می کرده اند. و اکنون با استفاده از طیف نگار تصویر برداری تلسکوپ هابل(STIS)، ماهیت این نور آبی را به عنوان یک دیسک مسطح متشکل از ۴۰۰ ستاره ی جوان داغ با فاصله ای کمتر از نیم سال نوری از مرکز شناسایی کرده اند. خانه ی نا متعارف این ستارگان محکم ترین مدرک برای وجود یک سیاهچاله در آندرومدا را در اختیار ستاره شناسان گذاشته است.

این سیاهچاله دو برابر چیزی است که پیش از این تصور می شد و بیش از ۱۴۰ میلیون برابر خورشید جرم دارد.رالف بندر ( Ralph Bender)، که مقاله ای با این موضوع در بیستم سپتامبر ۲۰۰۵ ( ۳۰ شهریور ۱۳۸۴)در Astrophysical journal ارائه داده است، به همراه گروهش موفق شد سرعت های مداری موجود در این دیسک ستاره ای و همچنین میل به قرمز و میل به آبی قسمت های مختلف آن را اندازه گیری کند. این ستاره های داغ و جوان به گونه ای شبیه به نحوه ی چرخش سیاره های منظومه ی شمسی به دور خورشید، به دور سیاه چاله ی مرکزی می گردند .اما این ستارگان نیروی جاذبه ی بسیار قوی تری دریافت می کنند و طبق اندازه گیری ها با سرعت ۱۰۰۰ کیلو متر در ثانیه در مدار خود حرکت می کنند. جرم مرکز با توجه به نزدیکی این سیستم به آن باید ۱۴۰ میلیون برابر خورشید باشد. این جرم تاریک است. پس بنابر این محدودیت ها همه ی احتمالات دیگر، به جز سیاهچاله، رد می شوند.جان کورمندی( John Kormandy) از جمله افرادی بود که در ۱۹۸۸ مدارکی مبنی بروجود سیاهچاله در مرکز آندرومدا به دست آورد. او می گوید : " ما تصور می کنیم این نتیجه ی نهایی صحیح است و اکنون می توانیم همه ی احتملات دیگر را حذف کنیم."

این "احتمالات دیگر"از لحاظ نظری ، به طور کلی شامل تعداد گسترده ای از ستاره های تاریک و مرده می شود که به طریقی به شکل یک گورستان جرم در مرکز کهکشان رهر شده اند. مثلا:ستاره ها ی نوترونی،کوتوله های قهوه ای، یا ژوپیترها، اجرامی کاملا تاریک هستند.اما برای ایجاد یک خوشه ی تاریک در هسته ی M۳۱ به شکلی که توسط حلقه ی ستارگان آبی تعیین شده، باید۱۴۰ میلیون برابر جرم خورشید را در فضایی به اندازه ی کمربند اورت( به شعاع حدودا یک سال نوری در اطراف خورشید ) جمع کنیم. ایده ی یک خوشه ی تاریک نمی تواندکمکی بکند بلکه به مرور روشن خواهد شد. به گفته ی کورمندی "شکل گیری سوپرنواها، باقیمانده های ستاره ای، برخورد میان ستاره ای و... ممکن است باعث روشنایی شود. پس گزینه ای دیگر قابل قبول است."تا کنون احتمال وجود خوشه های تاریک به طور کامل از دو کهکشان کاندید برای سیاهچاله ی دیگر نیز رد شده است؛ NGC۴۲۵۸ و راه شیری. به گفته ی کورمندی:" این یک دست آورد چشم گیر برای هابل محسوب می شود. از هابل برای رصد ۳۰ کاندیدای احتمالی سیاهچاله استفاده شده و اکنون ۳ مورد از آنها تایید شده اند. در این میان، ستاره شناسان هنوز نمی توانند این موضوع را توضیح دهند که چگونه حلقه ای از ستارگان آبی توانسته در اطراف یک سیاهچاله شکل بگیرد. کورمندی می گوید:" وجود این خوشه ی کوچک آبی ما را با یک دو گانگی مواجه می کند؛از یک طرف نمیدانی چرا در آن جا قرار دارد، ولی از طرف دیگر مشتاقی از وجود آن استفاده کنی."

به نظر می آید ستاره های پرجرم در انفجاری در حدود ۲۰۰ میلیون سال پیش به وجود آمده اند. اما طبق نظریه های فعلی در شکل گیری ستارگان، این امر غیر ممکن است.برای شکل گیری یک ستاره باید گرانش و فشار کافی برای رمبش ابری از گاز های میان ستاره ای وجود داشته باشد. این امر نباید با نیروهای کشنده ی قوی حاصل از یک سیاهچاله که سعی می کند هرابرعظیم گازی را از هم بدرد اتفاق بیفتد. طبق گفته ی کورمندی:" با اینکه نمی دانیم چرا این ستارگان آنجا هستند، اما می توانیم از آنها استفاده کنیم."