رقصی آرام با هیولا

دانشمندان به تازگی چرخش یکی از عظیم‌ترین سیاه‌چاله‌های موجود در کیهان شناخته‌شده را اندازه‌گیری کرده‌اند و این موضوع ممکن است نظریه‌ای [با حدسیات] تیره‌و‌تار و خشن (dark and violent theory) را تایید کنند که [بر اساس آن دریابیم] بزرگ‌ترین سیاهچاله‌ها چگونه به اندازه غول‌پیکر خود می‌رسند. 

دانشمندان موسسه نجوم دانشگاه کمبریج، «رصدخانه پرتو ایکس چاندرای ناسا» را به کار گرفتند تا تابش اشعه ایکس یک سیاه‌چاله عظیم در مرکز یک کهکشان در فاصله ۳.۴ میلیارد سال نوری با نام H1821+643، را بررسی کنند. آن‌ها با اندازه‌گیری تغییرات در گسیل‌ پرتو ایکس، توانستند سرعت چرخش سیاهچاله را که یکی از ویژگی‌های اصلی سیاه‌چاله‌ها است، اندازه‌گیری کنند و متوجه شدند که به مراتب کندتر از اغلب سیاه‌چاله‌های کوچک‌تر، [گرداگرد خود] می‌چرخد.

کریستوفر رینولدز، ستاره‌شناس موسسه نجوم در دانشگاه کمبریج، در بیانیه‌ای گفت: «دریافتیم که سرعت چرخش سیاه‌چاله واقع در [کهکشان] H1821+643 تقریبا نصف سرعت چرخش اغلب سیاه‌چاله‌های با جرم بین یک میلیون تا ده میلیون برابر خورشید است.» او افزود: «پرسش بسیار مهم و دشوار (The million-dollar question)، این است: چرا؟»

رینولدز از نویسندگان پژوهش جدیدی است که بر اساس مشاهدات چاندرا انجام شده است و در مجله «اطلاعیه‌های ماهانه انجمن سلطنتی نجوم» (MNRAS) انتشار یافته و در پایگاه آنلاین داده‌های آکادمیک «آرکایو» (Arxiv.org) در دسترس است. او و همکارانش خاطرنشان می‌کنند که پاسخ این پرسش مهم و دشوار، ممکن است نظریه‌ای را تایید کند که [توضیح می‌دهد] بزرگ‌ترین سیاه‌چاله‌ها چگونه به این اندازه عظیم می‌رسند: با بلعیدن سیاهچاله‌های دیگر.

سیاه‌چاله‌ها اجرامی اسرارآمیزند که اغلب از طریق مشاهده اثرات آن‌ها بر ماده اطراف‌شان شناخته می‌شوند: هیچ نوری از «افق حادثه/رویداد» (event horizon) سیاه‌چاله نمی‌گریزد. و حتی «تصاویر» مستقیم اخیر از سیاه‌چاله‌ها در کهکشان مسیه ۸۷ (M87) و [تصویر سیاه‌چاله‌ای واقع در] مرکز «کهکشان راه شیری» خودمان، صرفا سایه‌های سیاه‌چاله‌ است که گرداگرد گاز داغی را که در اطراف آن‌ها می‌چرخد تا بلعیده شود، احاطه کرده است.

بنابراین، ویژگی‌های مستقیم و عملی سیاه‌چاله‌ها به نوعی محدود است.

جولیا سیسک رینز، اخترشناس کمبریج و نویسنده اصلی این پژوهش جدید، در سخنانی می‌گوید: «هر سیاه‌چاله را می‌توان تنها با دو عدد تعریف کرد: [سرعت] چرخش آن و [اندازه] جرم آن.» «اگرچه این کار نسبتا ساده به نظر می‌رسد، تعیین این مقادیر برای اغلب سیاه‌چاله‌ها، بسیار دشوار است.»

کاری که پژوهشگران  توانستند به کمک [رصدخانه پرتو ایکس] چاندرا انجام دهند، اندازه‌گیری پرتوهای ایکس ساطع‌شده از ماده فوق‌العاده داغی بود که در اطراف سیاه‌چاله کلان‌جرم، بسیار نزدیک به «افق حادثه/رویداد» آن می‌چرخید؛ نقطه‌ای بازگشت‌ناپذیر که فراتر از آن هیچ چیزی نمی‌تواند از گرانش خردکننده سیاه‌چاله بگریزد. سیاه‌چاله‌های در حال چرخش نه تنها در فضا می‌چرخند، بلکه فضای پیرامون خود را نیز می‌کشند، بنابراین گسیل‌های پرتو ایکس به دانشمندان امکان داد تا سرعت چرخش سیاه‌چاله را اندازه‌گیری کنند.

و دانشمندان نظراتی نیز در این باره دارند که چرا این سیاه‌چاله کندتر از سایر سیاه‌چاله‌ها می‌چرخد. در قیاس با سیاه‌چاله کلان‌جرم مرکز کهکشان ما که جرم آن حدود چهار میلیون برابر خورشید ما برآورد می‌شود، جرم سیاه‌چاله واقع در [کهکشان] H1821+643، سی میلیارد برابر خورشید است و یکی از بزرگ‌ترین سیاه‌چاله‌های شناخته‌شده محسوب می‌شود.

این نکته ممکن است تایید‌کننده این نظریه باشد که بزرگترین سیاه‌چاله‌ها نه از طریق تجمع تدریجی گاز و ماده، بلکه با ادغام ناگهانی و شدید با سیاه‌چاله‌های دیگر تشکیل می‌شوند، و با کشیدن مقادیر انبوه ماده از جهت‌های مختلف به سوی خود، و ماده موجود قدرتمند و پرآشوب آن‌ها، قرص‌های ماده‌ای را که به دور آن‌ها می‌چرخد، مختل می‌کند. چنین انباشتگی غیرخطی ماده، همچنین می‌تواند سرعت چرخش یک سیاه‌چاله را کاهش دهد، افزایش دهد، یا حتی آن را معکوس کند.

جیمز متیوز، از نویسندگان این مقاله و ستاره‌شناس در کمبریج، در سخنانی می‌گوید: «چرخش آرام این شیء فوق‌العاده سنگین ممکن است شاهدی بر گذشته سهمگین و پرآشوب بزرگ‌ترین سیاه‌چاله عالم باشد.» «[رفتار این سیاه‌چاله] همچنین می‌تواند بینشی نیز در خصوص اتفاقی ارائه دهد که میلیاردها سال بعد، زمانی که کهکشان «راه شیری» با «آندرومدا» و دیگر کهکشان‌ها برخورد می‌کند، برای سیاه‌چاله کلان‌جرم کهکشان ما رخ خواهد داد.»