دانشمندان موفق شدهاند بزرگترین سیاه چاله جهان هستی را در یک کهکشان بسیار بزرگ کشف کنند. آیا ابعاد و گرانش دیوانهوار این سیاه چاله برای متوقف کردن زمان کافی است؟
سیاه چاله میتواند با گرانش شدید یک منطقه خاص از جهان را بهخود اختصاص دهد. این روزها کشفهای شگفتانگیز دانشمندان باعث شده آنها در اخبار علمی نیز حضور بسیار پررنگی داشته باشند. ما توانستهایم بزرگترین سیاه چاله جهان هستی را با ابعادی که در تصور انسان نمیگنجد پیدا کنیم. این سیاه چاله باعث میشود کمان ای* در مرکز کهکشان راه شیری همچون یک سیاه چاله کوچک دیده شود.
بزرگترین سیاه چاله جهان با جرم ۳۶ میلیارد برابر خورشید
چندی پیش خبری در رابطه با قدیمی ترین سیاه چاله جهان منتشر شد. این سیاه چاله در ۵۰۰ سال اولیه جهان شکل گرفته بود و در میان بزرگترین سیاه چاله های جهان قرار میگرفت. همین نیز سبب شده بود که ابهامات زیادی در رابطه با نحوه شکلگیری این غولهای کیهانی مطرح شود.
حالا در فاصله ۵ میلیارد سال نوری از زمین با یک هیولای واقعی طرف هستیم. هیولا در دل یکی از بزرگترین کهکشان های جهان قرار دارد و جرم آن ۳۶ میلیارد برابر خورشید است. این سیاه چاله درون یکی از دو کهکشان شکلدهنده سیستم نعل اسب کیهانی قرار دارد.
در بسیاری از موارد دانشمندان موفق میشوند یک سیاه چاله را با کمک دیسک برافزایشی درخشان اطراف آن شناسایی کنند. در واقع سیاه چاله در حال بلعیدن یک ستاره یا مقدار زیادی گاز و غبار کیهانی است که ناگهان آشکار میگردد. هرچند ماجرا برای بزرگترین سیاه چاله جهان فرق دارد. این سیاه چاله همچون سیاه چاله مرکزی کهکشان راه شیری غیرفعال است و جرم خاصی را به تاریکی بیپایان نمیبرد.
مقایسه مشخصات و ویژگیهای هیولای کیهانی کشف شده با سیاه چاله کلانجرم کهکشان راه شیری میتواند اطلاعات جذابی را ارائه کند. پیش از مقایسه این دو باید تاکید کنیم که سیاه چاله عادی در اثر فروپاشی و مرگ ستاره ایجاد میشود و ممکن است پس از گذشت میلیونها سال و در نتیجه ادغام با سایر سیاه چاله ها به یک سیاه چاله کلانجرم تبدیل شود. آنچه در مرکز راه شیری قرار دارد نیز یک سیاه چاله کلانجرم و غولپیکر محسوب میشود.
مقایسه ویژگیهای بزرگترین سیاه چاله جهان با کمان ای*
جرم سیاه چاله کمان ای* به حدود ۴.۳ میلیون برابر خورشید میرسد. در حالیکه این میزان برای بزرگترین سیاه چاله جهان ۳۶.۵ میلیارد برابر خورشید عنوان شده است. جرم سیاه چاله ارتباط مستقیمی با قدرت گرانشی آن و شعاع افق رویداد دارد. به همین خاطر اگر از فاصله ۱۲.۷ میلیون کیلومتری کمان ای* رد شوید، دیگر راهی برای فرار از مرگ نخواهید داشت. گرچه شعاع افق رویداد سیاه چاله جدید ۱۰۸ میلیارد کیلومتر است.
در واقع اگر نور بخواهد از دهانه این سیاه چاله بگذرد به ۸.۳ روز زمان نیاز دارد. در حالیکه قطر افق رویداد کمان ای* را در تنها ۸۵ ثانیه طی میکند. هرچه شعاع افق رویداد بزرگتر باشد نیروی کشندی کاهش خواهد یافت. در نتیجه احتمال اسپاگتی شدن و تکهتکه شدن جرم با نزدیکی به سیاه چاله نیز کمتر میشود.
- یک ماموریت فضایی 100 ساله در راه است؛ مبدا زمین، مقصد سیاه چاله
- در صورت برخورد سیاه چاله و سفیدچاله چه اتفاقی رخ میدهد؟
- آیا سیاه چاله ها دروازهای به جهان های دیگر هستند؟
در بزرگترین سیاه چاله جهان عملا چیزی بهنام نیروی کشندی وجود ندارد. در نتیجه شما میتوانید حتی تا افق رویداد زنده بمانید و وارد سیاه چاله شوید. احتمال زنده ماندن انسان در سیاه چاله با راههای مختلف وجود دارد. گرچه در این مورد خاص، بدون پیشرفت شگفتانگیز در علم نیز میتوانید حداقل چند ساعتی در سیاه چاله زنده یمانید.
درخشندگی فوقالعاده زیاد سیاه چاله
تفاوت جالب دیگر به روشنایی حد ادینگتون مربوط میشود. سیاه چاله با گرانش شدید خود ابتدا اجرام را جذب کرده و سپس آنها را در یک مسیر حلقوی میکشاند. در نهایت نیز نوبت به فرو رفتن و محو شدن میرسد. این مسیر حلقوی با نام دیسک برافزایشی شناخته میشود. مواد موجود در آن نیز بهخاطر فشار زیاد و دمای بالا فوقالعاده میدرخشند.
درخشش سیاه چاله راه شیری در بیشترین حالت به ۱۴۰ میلیارد برابر خورشید میرسد. هرچند روشنایی بزرگترین سیاه چاله جهان میتواند حتی تا ۱.۲ هزار ترلیون برابر خورشید نیز افزایش یابد. در واقع این سیاه چاله میتواند حتی بیشتر از یک خوشه کهکشانی (نه یک یا دو کهکشان) بدرخشد.
کند شدن گذر زمان
همیشه یکی از جذابترین موارد مرتبط با سیاه چاله مسئله اتساع زمان است. زمان برای فردی که در نزدیکی سیاه چاله قرار دارد با کسی که در کره زمین زندگی میکند یکسان نمیگذرد. اگر شما در فاصله ۳۲۰ میلیارد کیلومتری مرکز بزرگترین سیاه چاله جهان باشید، زمان ۲۰ درصد کندتر از زمین خواهد گذشت. اگر در فاصله ۱۱ کیلومتری افق رویداد قرار بگیرید، متوجه میشوید که زمان ۳ برابر کندتر از زمین شده است.
در فاصله تنها ۱۰ کیلومتری افق رویداد ماجرا جذابتر هم میشود. تصور کنید با یک سفینه فضایی بسیار پیشرفته در ۱۰ کیلومتری افق رویداد متوقف شدهاید و میخواهید پژوهش علمی کنید. زمان برای شما عادی میگذرد و فکر میکنید که یکسال گذشته است. هرچند پس از ارتباط با زمین متوجه میشوید که ۶۶۶۷ سال در زمین سپری شده و تغییرات بیشماری را از دست دادهاید.
نحوه کشف هیولای خاموش
وقتی یک ستاره بزرگ بهشکلی عجیب اسیر گرانش یک نقطه تاریک در فضا میشود، میتوان با قطعیت گفت که اسیر سیاه چاله شده است. هرچند وقتی سیاه چاله غیرفعال باشد، چنین نشانهای آشکار نمیگردد. با وجود این، نیروی گرانشی وحشتناک سیاه چاله و خمیدگی ایجاد شده در بافت فضا-زمان هیولای خفته را لو میدهد.
خم شدن بافت فضا-زمان میتواند مسیر حرکت نور را تغییر دهد. اگر این مقدار شدید باشد، حتی نور ساطع شده از کهکشانها نیز تحت تاثیر قرار میگیرند. اتفاقی که برای سیستم نعل اسب کیهانی رخ داده است. نور مرتبط با کهکشان پشتی هنگام عبور از کهکشان میزبان بزرگترین سیاه چاله جهان دچار خمیدگی میشود. به همین خاطر ما حلقه اینشتین (در این مورد نعل اسب اینشتین) را میبینیم.
نشانه دوم سرعت بسیار بالای ستارههای منطقه داخلی کهکشان میزبان بود. آنها با سرعت ۴۰۰ کیلومتر بر ثانیه حرکت میکردند. درست است که ستارهها با افق رویداد فاصله داشته و اسیر گرانش سیاه چاله نمیشوند، اما همچنان تحت تاثیر آن هستند.
اخترشناسان پس از بررسیهای بیشتر به این نتیجه رسیدند که با یک گروه فسیلی طرف هستند. به این معنی که نعل اسب کیهانی در نتیجه ادغام دو یا چند کهکشان شکل گرفته است. در نتیجه این اتفاق سیاه چاله های مرکزی هم با یکدیگر ترکیب شده و یک غول کیهانی را پدید آوردهاند. همچنین فرآيند ادغام باعث شده جرم بیشتری در دسترس سیاه چاله قرار بگیرد.
اتفاقی که پیشبینی میشود تا چند میلیارد سال دیگر برای کهکشان راه شیری و آندرومدا نیز رخ دهد. در آن صورت سیاه چاله کمان ای* فوقالعاده بزرگتر خواهد شد.