سیاه چاله ای آرام ولی تغییردهنده
سیاه‌چاله‌ای آرام که در کنار خوشه کروی M15 مخفی شده بود، در سال ۲۰۱۶ (تیر ۱۳۹۵) آشکار شد و موجب تغییر نگرش اخترشناسان در مورد جمعیت و تعداد سیاه‌چاله‌های کوچک در کهکشان شد.
تصویر بالا ترکیب عکس‌های تلسکوپ فضای هابل و تلسکوپ پرتوی ایکس چاندرا است. در کادرهای کوچک هم محل VLA J2130+12 را در دو طیف مختلف پرتوی ایکس و امواج رادیویی مشاهده می‌کنیم.
پهنای عکس بالا حدود ۵٫۴ سال نوری (برابر با ۲٫۶ دقیقه قوسی در کره سماوی) و پهنای کادرهای کوچک حدود ۰٫۲ سال نوری است.
M15 نام یکی از خوشه‌های کروی در کهکشان راه شیری است که آن را در صورت فلکی اسب بالدار (فَرَس اعظم) می‌توان دید. با یک تلسکوپ کوچک می‌توان آن را به صورت نقطه‌ای مه‌آلود مشاهده کرد.
خوشه‌های کروی مجموعه‌های متراکمی از ستاره‌های بسیار زیادی هستند که در فضای کوچکی گِرد هم قرار دارند و اعضای آن‌ها ستاره‌های پیر و کهنسال هستند. M15 در فاصله ۳۳۶۰۰ سال نوری از زمین قرار دارد.
بیش از دو دهه است که اخترشناسان در مجاورت آن و در امتداد خطِ دید این خوشه‌ی زیبا، جسم ناشناخته‌ای را رصد کرده‌اند که منبع روشنی از تابش‌های رادیویی است. اخترشناسان نام آن را VLA J2130+12 گذاشته و احتمال بسیار می‌دادند که این جسم، یک کهکشان درودست است که به علت فعالیت‌های رادیویی می‌توانند تابش‌های رادیویی آن را آشکار کنند.
اما هنگامی که فاصله آن توسط شبکه‌ای از تلسکوپ‌های رادیویی در نقاط مختلف کره زمین اندازه‌گیری شد، مشخص شد که با یک جرم غیرعادی در همین کهکشان خودمان مواجه هستیم. جسمی که در یک پنجم فاصله M15 از ما قرار دارد: ۷۲۰۰ سال نوری!
برای پی بردن به هویت واقعی این جرم ناشناس، اخترشناسان از ابزارها و رصدخانه‌های مختلفی استفاده کرده‌اند. رصدخانه پرتو ایکس چاندرا، تلسکوپ فضایی هابل و آرایه تلسکوپ‌های رادیوییِ VLA در سه محدوده متفاوتِ پرتوهای ایکس، نور مرئی و امواج رادیویی این جسم را رصد کردند.
رصدهای عمیق رصدخانه پرتو ایکس چاندرا نشان دادند که این جرم تابش‌های کمی در محدوده پرتوهای ایکس دارد، ولی در عوض رصدهای VLA نشان داد که در محدوده امواج رادیویی جسم درخشانی است.
این پژوهش که در سال ۲۰۱۶ توسط گروهی از اخترشناسان از دانشگاه‌های مختلفی در کانادا و امریکا انجام شد، نشان داد که این جرم ناشناس، یک سیاه‌چاله است که همدم ستاره‌ای کوچک میباشد. یکی از همکاران این پژوهش دکتر آرش بهرامیان بود که در زمینه تابش‌های پرتوی ایکس اجرام کیهانی تحقیق و فعالیت میکند.
نتیجه این پژوهش نشان داد ستاره‌ای با جرمی بین یک دهم تا یک پنجم جرم خورشید، در کنار یک سیاه‌چاله با جرم چند برابر خورشید قرار دارد. این اخترشناسان بر اساس تابش‌های رادیویی و پرتوی ایکس این مجموعه مطمئن شدند که اعضای این زوج، نمی‌توانند اجرام فشرده‌ای نظیر ستاره نوترونی یا کوتوله سفید یا ستاره کوتوله‌ی بسیار سرد باشند.
بلکه اطمینان یافتند که ستاره‌ای کم جرم در همسایگی یک سیاه‌چاله آرام قرار دارد. آرام از این جهت گفته می‌شود که این سیاه‌چاله با سرعت بسیار کمی مواد ستاره‌ی همدمش را به درون خود فرومی‌ریزد. به همین دلیل هم بود که تا قبل از این، تصور نمی‌شد این جسم یک سیاه‌چاله باشد!
بیلی تتارنکو (Bailey Tetarenko) از دانشگاه آلبرتای کانادا که رهبری این تحقیق را به عهده داشته می‌گوید: « معمولا سیاه‌چاله‌ها را هنگامی که مواد اطرافشان را می‌بلعند، آشکار می‌کنیم. زیرا این مواد قبل از ورود به سیاه‌چاله بسیار داغ شده و پرتوهای ایکس از خود تابش می‌کنند. اما این مورد، یک سیاه‌چاله آرام است و در عمل با یک سیاه‌چاله پنهان مواجه هستیم.»
مقاله مرتبط: نخستین تصویر از یک سیاه‌چاله
این کشف در سال ۲۰۱۶ اولین باری بود که سیاه‌چاله‌ای را در یک سامانه دوگانه و خارج از خوشه‌های کروی نشان می‌داد؛ آن هم مجموعه‌ای به این آرامی و خاموشی. به همین دلیل برای اخترشناسان مهم و برجسته بود.
اهمیت آن هنگامی دوچندان می‌شد که در نظر بگیریم چنین جسمی در یک محدوده بسیار کوچک از آسمان (یا به عبارتی کهکشان) رصد و مشاهده شده است. زیرا بر همین اساس می‌توان حدس زد که از این دست سیاه‌چاله‌های کوچک و آرام به تعداد بسیار بیشتر از آنی که قبلا تخمین زده بودند، در کهکشان وجود دارند.
به گفته آرش بهرامیان (یکی از همکاران این پژوهش): «به غیر از این که ما بسیار خوش شانس بودیم تا چنین سیستم آرامی را در این فضای کوچک آشکار کنیم؛ موضوع مهمتر این است که چنین سامانه‌های شامل سیاه‌چاله، بسیار بیشتر از آن‌چه قبلا تصور می‌شد در کهکشان وجود دارند.»
ستاره شناسان معتقدند بر این اساس می‌توان گفت ده‌ها هزار تا میلیون‌ها سیاه‌چاله از این نوع در کهکشان راه شیری وجود دارند؛ که این مقدار بسیار بیشتر از تخمین قبلی است.
خوشه کروی M15 از دید دو تلسکوپ فضایی هابل و چاندرا:
تصویر ابتدای مقاله، ترکیب این دو عکس است!
خوشه کروی M15: بیش از ۱۰۰٫۰۰۰ ستاره را در کره‌ای به قطر ۱۷۵ سال نوری در خود جای داده است. این خوشه در فاصله ۳۳٫۶۰۰ سال نوری از زمین قرار دارد و درخشندگی آن ۳۶۰٫۰۰۰ برابر درخشندگی خورشید است. قدر ظاهری آن ۶٫۲ است و اگر در مکانی با شرایط دیدِ عالی باشید، می‌توانید با چشم غیرمسلح آن را تشخیص دهید. توسط دوربین دوچشمی و تلسکوپ‌های کوچک می‌توان حالت مه‌آلودی آن را تشخیص داد، اما برای آن‌که بتوان برخی ستاره‌های آن را تفکیک کرد، نیاز به تلسکوپی با دهانه بزرگتر از ۶ اینچ است.
قسمتی از صورت فلکی اسب بالدار و مکان خوشه M15
تهیه و تنظیم: محمد همایونی
مرجع اطلاعات: وب سایت رصدخانه پرتو ایکس چاندرا
