نخستین دوگانه در قلب راه‌شیری
به نظر عجیب می‌آید. و به واقع هم بسیار عجیب. وجود ستاره‌ای دوگانه در قلب راه‌شیری، جایی که سیاه‌چاله‌ی اَبَرسنگین مرکزی کهکشان با آن جرم و گرانش بسیار بزرگش قرار دارد.
اما به تازگی گروهی بین‌المللی از اخترشناسان توانسته‌اند شواهد طیف‌نگاری محکمی از وجود یک ستاره جوان دوگانه در همسایگی این سیاه‌چاله‌ی کلان‌جرم به دست آورند. این گروه پژوهشی با استفاده از تلسکوپ‌های VLT متعلق به رصدخانه جنوبی اروپا این رصد و پژوهش را انجام داده‌اند.
این دوگانه که D9 نام گرفته ستاره‌هایی دارد جوان با عمر حدود 2.7 میلیون سال، که همین ویژگی تعجب ستاره‌شناسان را برانگیخته است. دو مورد عجیب: یکی جوان بودن آن‌ها و دیگری دوگانه بودنشان.
وقتی حرف مرکز کهکشان و سیاه‌چاله‌ی ابرسنگین آن می‌شود، یعنی با سیاه‌چاله‌ای بسیار سنگین که بیش از چهار میلیون برابر خورشید جرم دارد، طرف هستیم. وجود ستاره‌هایی در نزدیکی آن که در حال گردش به دور آن هستند، چندان عجیب نیست. اما وجود ستاره‌های جوان، یعنی باوجود شرایط گرانشی ویرانگر حاکم بر آن‌جا، باز هم توده‌های گاز و غبار موجود در آن ناحیه توان تبدیل شدن به ستاره‌های جدید را دارند. این موضوع در دو دهه گذشته مشاهده و اثبات شده بود. اما این‌که بتوان ستاره‌ای دوگانه هم در این فضا مشاهده کرد، دور از ذهن می‌نمود که اکنون وجود آن قطعی شده است.
مرکز کهکشان راه‌شیری که مکان سیاه‌چاله‌ی بسیار عظیم کهکشان است با نام اختصاصی *Sagittarius A (کمان آستاره) و به اختصار: *Sgr A شناخته می‌شود. کمان اشاره به صورت فلکی قوس یا کمان دارد، که مکان این بخش کهکشان را در کره آسمان مشخص میکند.
به علت گرانش بسیار قدرتمندی که در محیط پیرامون کمان آستاره (*Sgr A) وجود دارد، یافتن ستاره‌های جوان، سامانه‌های ستاره‌ای و سیاره‌ای بسیار عجیب می‌نماید. با این کشف جدید، فقط باید منتظر مشاهده سومین مورد یعنی سیاره‌هایی در اطراف ستاره‌های آن‌جا باشیم. فراموش نشود که هر آن‌چه در اطراف کمان آستاره (*Sgr A) یافت می‌شود، در حال گردش به دور آن است.
اخترشناسان با استفاده از یکی از تلسکوپ‌های VLT و تجهیزات طیف‌نگاری پیشرفته‌ی آن توانسته‌اند پی به وجود این دوگانه ببرند. VLTها چهار تلسکوپ بسیار بزرگ با آینه‌های 8.2 متری هستند متعلق به رصدخانه جنوبی اروپا که بر فراز قله پارانال در شیلی قرار دارند. این چهار تلسکوپ به همراه چهار تلسکوپ کمکی 1.8 متری و تعداد زیادی ابزارگان پیشرفته یکی از بزرگترین و مهمترین رصدخانه‌های دنیا هستند.
اخترشناسان با کمک ابزار ERIS و داده‌هایی که در 15 سال گذشته توسط ابزار SINFONI از این بخش از کمان آستاره (*Sgr A) در طول موج فروسرخ جمع‌آوری شده است، توانستند پی به ماهیت دوگانه بودن D9 ببرند.
ستاره D9 اولین دوگانه‌ای است که در محیط پرگرانش یک سیاه‌چاله ابرسنگین مرکز کهکشانی کشف می‌شود. وجود آن حاکی است که در چنین شرایطی نه تنها امکان تولد ستاره‌های جدید هست، بلکه سامانه‌های دوگانه هم می‌توانند ایجاد شوند. از طرفی چنین کشفی می‌تواند سرنخ‌هایی از وجود سیاره‌هایی احتمالی در اطراف سیاه‌چاله‌های ابرسنگین به دست دهد.
وجود گاز و غبارهایی در اطراف این دوگانه حکایت از جوان بودن آن دارد و تغییرات متناوب طیف آن در انتقال به قرمزهای آبی و قرمز پی‌درپی نشانه‌ای است از دوگانه بودن آن. درواقع این دو ستاره به صورت جدا از هم قابل دیدن نیستند، بلکه فقط از روی طیف‌نگاری دقیق D9 است که توانسته‌اند دوتایی بودن آن‌را تشخیص دهند (دوتایی طیف‌نگاری).
این مشاهده نشان می‌دهد که دوگانه‌هایی می‌توانند در مدت زمانی کوتاه و آن هم در شرایطی ویرانگر در همسایگی یک سیاه‌چاله ابرسنگین ایجاد شوند. اخترشناسان عمر این دوگانه را حدود 2.7 میلیون سال تخمین زده‌اند و احتمال می‌دهند نیروی گرانش قدرتمند سیاه‌چاله در نهایت حدود یک میلیون سال دیگر آن‌دو را در یک ستاره به هم آمیخته خواهد کرد.
از دو دهه‌ی پیش ستاره‌شناسان گروهی از ستارگان به نام خوشه S را پیرامون کمان آستاره (*Sgr A) مشاهده کرده‌اند که همگی در حال گردش به دور سیاه‌چاله هستند. گردش همین ستاره‌ها به دور نقطه‌ای ناپیدا در مرکز کهشکان بود که وجود سیاه‌چاله‌ی ابرسنگین و اندازه‌ی جرم آن‌را برای ستاره‌شناس‌ها آشکار کرد.
در خوشه متراکم S علاوه بر ستاره‌ها، اجرام دیگری همچون گاز و غبار و توده‌هایی از آن‌ها هم مشاهده شده است. عجیب‌ترینِ این اجرام به نام G نام‌گذاری شده‌اند که رفتاری معماگونه دارند. اجرام G رفتاری همچون ستاره دارند ولی به صورت توده‌ای از گاز و غبار دیده می‌شوند. این اجسام مدت‌هاست مشاهده شده ولی سرشت آن‌ها ناشناخته مانده است.
ستاره دوگانه D9
اولین دوگانه‌ای که در مرکز راه‌شیری کشف شده است. در این عکس که توسط تلسکوپ VLT از مرکز راه‌شیری گرفته است مکان این ستاره نسبت به سیاه‌چاله مرکزی مشخص شده است. این عکس در طول موج فروسرخ ثبت شده است.
Credit: ESO
با کشف این نخستین دوگانه در این محدوده‌ی نزدیک به سیاه‌چاله مرکزی کهشکان، اخترشناسان بر این گمان رفته‌اند که چه بسا این اجسام G در واقع دوگانه‌های در حال ادغام هستند. چرا که اگر ستاره‌های یک دوگانه فرآیند درهم آمیختن خود را آغاز کنند، پیرامون خود توده‌های بزرگی از گاز و غبار ایجاد می‌کنند. بدین صورت می‌توان حرکت‌های ستاره‌مانند Gها را درک کرد.
برای رسیدن به اطمینان در مورد حدس بالا نیازمند کاوش‌هایی عمیق‌تر با ابزارهایی به مراتب دقیق‌تر هستیم. این‌جاست که اخترشناسان منتظر فعال شدن تلسکوپ‌های بزرگتری همچون ELT و روزآمد شدن ابزارگان جانبی تلسکوپ‌های موجود VLT هستند.
ستاره‌های دوگانه: (Binary Star) دو ستاره هستند که به علت نزدیک بودن به هم تحت اثر گرانش‌شان در حال گردش به دور همدیگر هستند. به عبارت دقیق‌تر هر دو پیرامون نقطه‌ای به نام مرکز جرم آن‌دو در حال گردش هستند. مدل‌های نظری و رصدهای کنونی ستاره‌شناسان را به این باور رسانده که دوگانه‌ها با هم از درون یک توده سحابی متولد می‌شوند.
سیاه‌چاله ابرسنگین یا کلان جرم: (Supermassive Black Hole) سیاه‌چاله‌ی بسیار بزرگ و سنگینی است که در مرکز کهکشان‌ها مشاهده می‌شود. این سیاه‌چاله‌ها بسیار سنگین هستند. از چندین میلیون تا چند میلیارد برابر خورشید جرم دارند. دقت کنیم که سیاه‌چاله‌های معمولی در محدوده‌ی چندین برابری خورشید جرم دارند. به این‌ها سیاه‌چاله‌های ستاره‌گون (یا جرم‌ستاره‌ای) می‌گویند. به دلیل سنگینی فوق‌العاده‌ی سیاه‌چاله‌های ابرسنگین، گرانش قدرتمند و غیر قابل باوری در فاصله‌های نزدیک آن‌ها وجود دارد.
منبع: رصدخانه جنوبی اروپا ESO
نویسنده: محمد همایونی
28 آذر 1403
