سیاه چاله ها آنقدر بزرگ هستند که نمی دانیم چگونه می توانند در جهان پنهان شوند

• توسط : محمد رضا مددی
• در : ۱۳۹۹-۰۷-۲۰
• در : هوا و فضا

سیاه چاله ها می توانند بزرگ شوند … واقعاً بزرگ. اما چقدر بزرگ است؟ ممکن است که آنها بتوانند بیش از یک تریلیون برابر جرم خورشید از سطح بالاتری برخوردار شوند. این ۱۰ برابر بزرگترین سیاهچاله شناخته شده تاکنون است.

اما آیا این هیولاها واقعاً می توانند در جهان ما وجود داشته باشند؟ تیمی از محققان طرحی را برای شکار برای آنها ارائه داده اند. و اگر آنها وجود داشته باشند ، می توانند به ما در حل رمز و راز نحوه ظهور اولین ستاره ها در جهان کمک کنند.

جمعیت شناسی تاریکی

اگر می خواهید به دنبال سیاهچاله های جهان بروید ، متأسفانه فقط دو اندازه اساسی دارید: نوع کوچک و غول پیکر. شما می دانید که احساس ناامیدکننده ای که وقتی فروشگاه آنلاین از اندازه آن پیراهن شگفت انگیز خارج شود ، احساس می کنید؟ به زندگی شکارچی سیاهچاله خوش آمدید.

سیاهچاله های کوچک ، یا سیاهچاله های توده ستاره ای ، از خورشید ما عظیم ترند ، اما نه به این اندازه. از آنجا که سیاهچاله ها از مرگ ستاره های عظیم در مراحل آخر انفجار ابرنواختر تایتانیک متولد می شوند ، و ستاره های عظیم برای رفتن به ابر ابرنواختر باید آنقدر بزرگ باشند ، کوچکترین سیاهچاله ها در حدود پنج برابر خورشید ما هستند.

بیشتر بخوانید : ۱۲ عدد از عجیب ترین اجرام کیهانی جهان هستی

از طریق ادغام با سیاهچاله های دیگر و با تغذیه آهسته از هر گاز گاز ولگردی که بیش از حد نزدیک به دهان همیشه گرسنه آنها سرگردان است ، این سیاهچاله ها می توانند بزرگتر شوند. ما شواهدی از سیاهچاله ها تا تقریباً ۱۰۰ برابر جرم خورشید دیده ایم.

سیاهچاله های جرم ستاره ای به طرز باورنکردنی در جهان رایج هستند – احتمالاً در حال حاضر میلیون ها مورد از آنها در اطراف کهکشان راه شیری شناور هستند. بسیار بی ضرر ، مگر اینکه خیلی نزدیک شوید. این مورد در مورد هر کهکشان تصادفی دیگر در جهان صدق می کند: تعداد زیادی سیاهچاله کوچک ، که از همه آن ستاره های بزرگ و زیبا به جا مانده است.

اما مراکز کهکشان ها میزبان چیزهایی حتی دیوانه کننده تر هستند: سیاهچاله های بزرگ. ما یک سیاهچاله بزرگ در مرکز کهکشان راه شیری داریم ، و آن را قوس A * می نامیم. جرم آن حدود ۴ میلیون برابر خورشید است. همانطور که گفتم ، بسیار عظیم. این جانوران به راحتی هزار برابر پسر عموهایشان با جرم ستاره ای هستند.

به نظر می رسد تقریباً هر کهکشان میزبان یک سیاهچاله غول پیکر در قلب خود است ، بزرگترین سیاه چاله های ثبت شده تقریبا ۱۰۰ میلیارد جرم خورشیدی است

مدتهاست که ستاره شناسان در حال شکار نقاط دورافتاده هستند: سیاهچاله های کوچکتر از پنج توده خورشیدی یا در اندازه بزرگ سیاهچاله ستاره ای و بزرگ. اما مقاله جدیدی که در تاریخ ۱۸ آگوست در پایگاه داده پیش چاپ arXiv منتشر شد (بنابراین هنوز مورد بررسی قرار نگرفته است) ، س completelyال کاملاً متفاوتی را مطرح می کند: اگر بزرگترین سیاه چاله ها را بگیریم و آنها را به ۱۱ تبدیل کنیم ، چه می کنیم؟

چگونه می توان چیزی را فوق العاده بزرگ کرد

این طبقه کاملاً جدید از سیاهچاله ها ، ابر عظیم ها را کوتوله می کند. این “سیاهچاله های بزرگ فوق العاده” با یک تریلیون توده خورشیدی (۱۰ برابر بزرگتر از بزرگترین سیاهچاله شناخته شده فعلی) شروع می شوند و احتمالاً حتی بزرگتر هم هستند.

بیشتر بخوانید : کشف سیاره های جدید و مساعدتر از زمین برای حیات

قابل درک است که این هیولاها در میان هیولاها نادر هستند. برای جهان ما ساخت چیزهای بزرگ دشوار است ، زیرا شما باید دسته ای از مواد را بهم بچسبانید و آنها را ته نشین کنید و در جای خود قرار بگیرند ، که مهم نیستند این کار انجام شود.

هنوز هم وجود این حیوانات از لحاظ نظری امکان پذیر است. و اگر آنها را پیدا کنیم ، به ما توضیح می دهد که چند نوع سیاهچاله ایجاد می شود.

اولین سیاهچاله از زمانی که جهان بسیار جوان و کمتر از یک میلیارد سال عمر داشت ، ظاهر شد. در طول سالها ، آنها ادغام و تغذیه و رشد کردند و به سیاه چاله های بزرگ و احتمالاً سیاهچاله های بزرگ تبدیل شدند. اما سرعت رشد آنها محدودیتی دارد. برای رشد با ادغام ، آنها در واقع باید با سیاه چاله های دیگر روبرو شوند و آنها را ببلعند. بنابراین اگر سیاهچاله های زیادی در اطراف وجود نداشته باشد ، ادغام ها به دفعات زیاد اتفاق نمی افتند ، و این راهی بزرگ برای عظمت نخواهد بود.

از طرف دیگر ، سیاهچاله ها نیز با تغذیه از مواد می توانند رشد کنند. اما با سقوط مواد به سمت افق رویداد (نقطه بدون بازگشت) سیاهچاله ، فشرده می شود و گرم می شود. این باعث تشعشع می شود که از نواحی مرکزی نزدیک یک سیاهچاله بیرون می ریزد و از افتادن گاز جدید به داخل سیاهچاله جلوگیری می کند. فیزیک پیچیده سقوط در سیاه چاله سپس حد بالایی را برای سرعت تغذیه سیاهچاله ها تعیین می کند.

بزرگترین سیاهچاله های شناخته شده چالشی برای دانش اخترفیزیکی فعلی است. دشوار است سناریوی ادغام و تغذیه گاز کافی برای رشد یک سیاهچاله کوچک بچه در اوایل جهان به هیولاهایی که در هسته های کهکشانی در کمین هستند ، ساخت.

یافتن یک سیاه چاله بزرگ به طرز شگفت انگیزی ما را مجبور می کند که راه های جدیدی برای چگونگی تولد سیاهچاله ها در نظر بگیریم. شاید اولین و بزرگترین سیاهچاله ها از مرگ ستاره های عظیم ناشی نشده باشد. شاید آنها مستقیماً از فروپاشی ابرهای گازی یا فرایندهای عجیب و غریب در اوایل جهان شکل گرفته باشند. یا چیزی حتی غریبه.

به همین دلیل کشف یک سیاهچاله بزرگ کاملاً هیجان انگیز خواهد بود: نظریه پردازان دستان خود را با خوشحالی می مالند و آماده اند توضیحی برای آنها تهیه کنند.

جستجوی هیولاها در شب

اما چگونه واقعاً یک سیاه چاله غول پیکر فوق العاده پیدا می کنید؟ مقاله تحقیق جدید ، برخی از بینش های نحوه شکار را بیان می کند.

از طرف دیگر ، سیاهچاله های بسیار بزرگ (SLAB) به دلیل حجم فریبنده ای که دارند ، در واقع می توانند بر روند جاذبه کهکشان های خانه آنها تأثیر بگذارند. حتی سیاه چاله های بزرگ ، به اندازه آنها ، معمولاً کمتر از ۱٪ جرم کهکشان های میزبان آنها است. اما از آنجا که SLAB ها بزرگتر هستند ، می توانند تأثیر گرانشی را شروع کنند.

به عنوان مثال ، با گرانش زیاد در هسته ، شکل کهکشان ممکن است تحریف شود ، یا اینکه گرانش می تواند نحوه ادغام کهکشان را تغییر دهد. بنابراین SLAB ها می توانند همه چیزهای جالب توجه را در تصاویر کهکشان ها توضیح دهند.

بیشتر بخوانید : آشنایی با نظریه نسبیت انیشتین

و اگر SLAB ها از فیزیک عجیب و غریب جهان بسیار اولیه ریشه داشته باشند ، پس از آن که کیهان را پر می کنند و رشد می کنند و به اندازه های بسیار بزرگ رشد می کنند ، در محیط خود اثری برجای می گذارند. به عنوان مثال ، آنها می توانند به اندازه ای ماده را جذب کنند که بر پس زمینه مایکروویو کیهانی تأثیر بگذارند ، نور باقی مانده از زمانی که جهان ما فقط ۳۸۰،۰۰۰ سال عمر داشت ، شفاف شد.

SLAB ها ممکن است مقدار زیادی ماده را جمع کنند و در لرزاندن هر چیزی در مجاورت خود بسیار ماهر باشند ، به طوری که حتی ماده تاریک مرموز ممکن است به نوعی هاله در اطراف آنها جمع شود. اگر ماده تاریک (هر آنچه که هست) با خودش تعامل داشته باشد ، ممکن است نوع خاصی از تابش را منتشر کند. بنابراین این سیاهچاله های فوق العاده عظیم ممکن است توسط هاله ای از نور پرانرژی تولید شده توسط ماده تاریک احاطه شده باشند. تاکنون ، ما نمی دانیم SLAB وجود دارد یا خیر ، و همه روش های فوق محدودیت هایی را برای احتمال بزرگ بودن آنها ایجاد کرده اند. بسته به انتخاب مدل انتخاب SLAB ، بهترین حدس فعلی ما این است که بزرگترین سیاهچاله ممکن است حدود ۱۰ ^ ۱۹ جرم خورشید باشد ، یا ۱۰ میلیارد میلیارد برابر جرم خورشید. هر چیزی بزرگتر از آن باعث نقض آنچه ما قبلاً در کیهان سنجیده ایم می شود. اما این هنوز شکاف گسترده ای از قابلیت SLAB را در جهان ما ایجاد می کند.