مدرکی جدید در خصوص سیاهچاله های متوسط

اخيرا مداركي يافت شده ند كه امكان وجود سياهچاله هايي با اندازه متوسط را تقويت مي كند.

در يك طبقه بندي كلي مي توان سياهچاله ها را از نظر اندازه به دو دسته كلي كوچك و بزرگ طبقه بندي كرد. دسته اول تنها چند برابر خورشيد جرم دارند و تقريبا همگي اخترشناسان بر اين باورند كه اين سياهچاله ها بر اثر فروريزي بقاياي نواختري شكل مي گيرند . دسته دوم كه اكثرا در مركز كهكشانها جا خوش كرده اند بين چند ميليون تا چند ميليارد برابرخورشيد جرم دارند. برخي از دانشمندان معتقدند گونه ديگري از اين اجرام مرموز كيهاني وجود دارند كه جرمي بينابين اين دو گونه شناخته شده دارند. احتمالا جرم آنها بايد بين چند صد تاچند هزار برابر خورشيد باشد.با وجود اينكه نحوه شكل گيري اين گونه از سياهچاله ها به هيچ وجه مشخص نيست اما برخي از شواهد ( هرچند به شكل غير قطعي) از حضور آنها در كيهان حكايت دارد.

نتايج دو تحقيق كه هفته گذشته در كنفرانس انرژيهاي بالا ي انجن نجوم آمريكا منتشر شد امكان وجود اين سياهچاله هاي "ميان اندازه " را تقويت مي كند. در هردو پژوهش منابع فوق درخشان پرتو X يا به اختصارULX ها، مورد بررسي قرار گرفته اند. اين احتمال وجود دارد كه قرصهايي از مواد چرخان داغ كه حول كهكشاني با جرم چند صد تا چند هزار برابر خورشيد جرم دارد مولد اين نقاط درخشان باشند. اين فرضيه ،درخشش بالاي اين مراكز نوراني را توجيه مي كند . البته برخي از اخترشناسان معتقدند كه اين درخشها ممكن است از سياهچاله اي كوچكتر ناشي شده باشد ( سياهچاله هاي گونه اول) . اين دانشمندان معتقدند اگر ما از روبرو به سمت قرص داغ و چرخان سياهچاله اي كوچكتر بنگريم و نور ان (البته در پرتو X ) مستقيما به ما برسد ، آنگاه درخشش بالاي اين منابع قابل توجيه خواهند بود. تحقيقات جديد كه با كمك ماهواره - Newton XMM آژانس فضايي اروپا به انجام رسيد اين ديدگاه را مورد ترديد قرار مي دهد و بنابراين احتمال آنكه سياهچاله هاي ميان اندازه مولد اين درخشها باشند را تقويت مي كنند.

در تحقيق نخست كه توسط جان ميلر از مركز اخترفيزيك هاروارد – اسميتسون رهبري مي شد ، دو ULX را در كهكشان مارپيچي NGC 1313 مورد برررسي قرار دادند. اين كهكشان كه 12 ميليون سال نوري از ما فاصله دارد در صورت فلكي " تور" قراردارد. بررسي طيف اين منابع نشان داد كه دماي آنها به شكل غير منتظره اي پايين است. اين امر نشان از آن داشت كه سياهچاله مركزي كه مولد قرص چرخان مواديست كه اين درخشها را ايجاد مي كند بايد جرم بيشتري نسبت به رده سياهچاله هاي كم جرم داشته باشد، چراكه با افزايش جرم سياهچاله آهنگ چرخش قرص اطراف سياهچاله كاهش مي يابد. اين كاهش سرعت چرخش مواد كه به دليل ساختارهاي فضا زماني در اطراف سياهچاله رخ مي دهد باعث مي شود تا دماي اين مواد نيز كاهش يابد. مطابق محاسبه اين گروه تحقيقاتي هريك از دو سياهچاله مولد دو ULX كهكشان NGC 1313 حدود هزار برابر خورشيد جرم دارند. اين گروه تحقيقاتي در عين حال بابررسي كامل تصاوير اين ناحيه در محدوده پرتوهاي X متوجه شدند كه سحابيهاي اطراف اين منابع نوراني در اثر تابش اين منابع فوق درخشان پرتو X گرم و درخشان شده اند. اين يافته مهم نشان از آن دارد كه انتشار پرتوهاي X از اين منابع در همه جهات صورت مي گيرد. بنابراين استدلال گروهي از دانشمندان كه درخشش اين منابع را مربوط به تابش قرص يك سياهچال كوچكتر و به شكل متمركز و در يك جهت مي دانستند عملا فاقد اعتبار است ( حداقل در خصوص اين دو منبع).

گروه تحقيقاتي دوم توجه خود را به سوي يك ULX ويژه در كهكشان M82 معطوف كرد. اين كهكشان تقريبا در همان فاصله كهكشان NGC 1313 از ما قرار دارد. ماهواره XMM-Newton موفق به آشكار كردن يك ضربان منظم 18 ثانيه اي در بخش قوي پرتوهاي ايكس در اين ULX شد. اين نخستين گونه چنين ضربانهايي است كه در خارج از كهكشان راه شيري ثبت مي شود.اگرچه در مورد علت اين ضربان فرضيات متفاوتي وجود دارد اما در هر صورت وجود قرصي از مواد چرخان در آن ناحيه غير قابل ترديد است. تد استرماير از پژوهشگاه مركز فضايي گدارد ناسا كه رهبري تحقيق مورد بحث را بر عهده دارد ، تاكيد كرده است كه تابش اين قرص چرخان قطعا نمي تواند تنها در يك جهت منتشر شود.از سوي ديگر بررسي طيف M82 نشان از مشخصه ويژه اي دارد كه خط عريض آهن K (broad iron K line) ناميده مي شود. وجود اين مشخصه و ساير مولفه هاي طيف اين منبع نشان از آن دارد كه منبع چنين تابش پرتو ايكس بايد حداقل 500 برابر خورشيد جرم داشته باشد. اين مساله تاييد ديگري مبني بر وجود سياهچاله هاي ميان اندازه است.

با وجود ارايه اين دو مدرك جديد دانشمندان در اين نكته اتفاق نظر دارند كه بايد تحقيقات كاملتري در اين خصوص به انجام برساند.به ويژه آنكه منبع كهكشان M82 حرارتي بيش از منابع كهكشان NGC 1313 دارد.