عضویت
موسسه نجومی آفاق راهبر آذربایجان به شما کمک میکند با دوستان زندگی خود همیشه در ارتباط باشید.

مدار ستاره‌ای شبیه خورشید نزدیک‌ترین سیا

مدار ستاره‌ای شبیه خورشید نزدیک‌ترین سیاه‌چاله‌ای را نشان می‌دهد که تاکنون پیدا شده است!!


گایا BH1 ستاره ای شبیه به خورشید است که با سیاهچاله ای که 10 برابر جرم خورشید تخمین زده می شود، به دور هم می چرخد. (ESO/L. Calcada)

در سال 1916، کارل شوارتزچیلد وجود سیاهچاله‌ها را به عنوان تفکیک معادلات میدان اینشتین برای نظریه نسبیت عام نظریه‌پردازی کرد.

در اواسط قرن بیستم، ستاره‌شناسان برای اولین بار با استفاده از روشهای غیرمستقیم که شامل مشاهده اثرات آنها بر روی اجرام اطراف و فضا بود، شروع به شناسایی سیاهچاله‌ها کردند.

از دهه 1980، دانشمندان ابرسیاهچاله‌های پرجرم (SMBHs) را مطالعه کردند که در مرکز اکثر کهکشانهای پرجرم کیهان قرار دارند و در آوریل 2019، تلسکوپ افق رویداد (EHT) اولین تصویری را منتشر کرد که تا به حال از یک SMBH گرفته شده بود.

این مشاهدات فرصتی برای آزمایش قوانین فیزیک در شدیدترین شرایط و ارائه بینش در مورد نیروهایی است که جهان را شکل داده‌اند.

بر اساس یک مطالعه اخیر، یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی برای رصد ستاره‌ای شبیه به خورشید با ویژگی‌های مداری عجیب بر داده‌های رصدخانه گایا آژانس فضایی اروپا تکیه کردند. با توجه به ماهیت مدار آن، تیم به این نتیجه رسید که باید بخشی از یک سیستم دوتایی سیاهچاله باشد.

این امر آن را به نزدیکترین سیاهچاله به منظومه شمسی تبدیل می کند و به معنای وجود جمعیت قابل توجهی از سیاهچاله‌های خفته در کهکشان ما است.

این تحقیق توسط کریم البدری، اخترفیزیکدان انجمن هاروارد با مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونیان (CfA) و موسسه نجوم ماکس پلانک (MPIA) رهبری شد.

محققانی از CfA، MPIA، Caltech، UC Berkeley، مرکز اخترفیزیک محاسباتی موسسه Flatiron (CCA)، موسسه علوم Weizmann، Observatoire de Paris، موسسه Kavli برای اخترفیزیک و تحقیقات فضایی MIT، و چندین دانشگاه به او پیوستند.

مقاله‌ای که یافته‌های آنها را تشریح می‌کند در اعلامیه‌های ماهانه انجمن سلطنتی نجوم منتشر خواهد شد.

همانطور که البدری توسط ایمیل به Universe Today توضیح داد، این مشاهدات بخشی از یک کمپین گسترده‌تر برای شناسایی همدم سیاهچاله‌های خفته ستاره‌های عادی در کهکشان راه شیری بود.

او گفت: "من در چهار سال گذشته با استفاده از طیف گسترده‌ای از مجموعه داده‌ها و روش‌ها به دنبال سیاهچاله‌های خفته بودم."

«در تلاش‌های قبلی من مجموعه‌ای از دوتایی‌ها را پیدا کردم که به شکل سیاه‌چاله در می‌آیند، اما این اولین باری بود که جستجو نتیجه داد.»

برای این مطالعه، البدری و همکارانش بر داده‌های به دست آمده توسط رصدخانه گایا آژانس فضایی اروپا (ESA) تکیه کردند. این مأموریت نزدیک به یک دهه را صرف اندازه‌گیری موقعیت، فواصل و حرکت مناسب نزدیک به 1 بیلیون جرم نجومی، مانند ستاره‌ها، سیارات، دنباله‌دارها، سیارک‌ها و کهکشان‌ها کرده است.

ماموریت گایا با ردیابی حرکت اجرام در حین چرخش به دور مرکز کهکشان راه شیری (تکنیکی به نام اخترسنجی)، قصد دارد دقیق‌ترین کاتالوگ فضایی سه بعدی را بسازد.

البدری و همکارانش برای اهداف خود، تمام 168065 ستاره موجود در انتشار داده 3 گایا (GDR3) را بررسی کردند که به نظر می‌رسید دارای مدارهای دو جسمی هستند.

تجزیه و تحلیل آنها یک نامزد به خصوص امیدوار کننده پیدا کرد، یک نوع G (ستاره زرد) به نام Gaia DR3 4373465352415301632 - برای اهداف آنها، تیم آن را Gaia BH1 تعیین کرد. البدری و همکارانش بر اساس محلول مداری مشاهده شده آن به این نتیجه رسیدند که این ستاره باید یک همدم دوتایی سیاهچاله داشته باشد.

البدری گفت: "داده‌های گایا چگونگی حرکت ستاره در آسمان را محدود می‌کند و یک بیضی را در حین گردش به دور سیاه‌چاله ترسیم می‌کند. اندازه مدار و دوره آن به ما محدودیتی در جرم همراه حدودا 10 جرم خورشیدی نادیده‌اش می‌دهد‌.

"به منظور تایید درستی راه حل گایا و رد گزینه‌های غیرسیاهچاله‌ای، ستاره را به صورت طیف‌سنجی با چندین تلسکوپ دیگر رصد کردیم. این محدودیتهای ما را برای جرم همراه سختتر کرد و ثابت کرد که واقعا "تاریک" است."

این تیم برای تایید مشاهدات خود، اندازه‌گیری‌های سرعت شعاعی Gaia BH1 را از تلسکوپ‌های متعدد تجزیه و تحلیل کردند.

اینها شامل طیف‌سنج اشل با وضوح بالا رصدخانه دبلیو ام کک (HIRES)، طیف‌نگار نوری دامنه‌دار با دامنه گسترده (FEROS) با تغذیه فیبری تلسکوپ MPG/ESO، طیف‌نگار چندگانه تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) (GMOS)، طیف‌نگار Magellan Echellet (MagE) و تلسکوپ طیف‌سنجی (LAMOST) بود.

مشابه روش مورد استفاده برای شکار سیارات فراخورشیدی (طیف‌سنجی داپلر)، طیف‌های ارائه‌شده توسط این ابزار به تیم اجازه می‌دهد تا نیروهای گرانشی مؤثر بر مدار آن را مشاهده و اندازه‌گیری کند. این مشاهدات بعدی راه حل مداری Gaia BH1 را تأیید کرد و اینکه یک همراه با جرم تقریباً 10 خورشیدی با آن در حال گردش بود.

همانطور که البدری اشاره کرد، این یافته‌ها می‌تواند اولین سیاهچاله در کهکشان راه شیری را تشکیل دهد که بر اساس گسیل اشعه ایکس یا سایر انتشارات انرژی مشاهده نشده است:
"مدلها پیش‌بینی می‌کنند که کهکشان راه شیری دارای حدود 100 میلیون سیاهچاله است. اما ما فقط 20 مورد از آنها را رصد کرده‌ایم. تمام موارد قبلی که مشاهده کرده‌ایم در "دوتایی اشعه ایکس" هستند: سیاهچاله در حال خوردن یک ستاره همراه است و هنگامی که انرژی پتانسیل گرانشی آن ماده به نور تبدیل می شود، در اشعه ایکس به شدت می‌درخشد.

اما اینها فقط نوک کوه یخ را نشان می‌دهند: جمعیت بسیار بزرگ‌تری ممکن است در کمین‌ دوتایی‌هایی پنهان شوند که به‌طور گسترده‌تر از هم جدا شده‌اند.

در صورت تایید، این یافته‌ها می‌تواند به معنای وجود جمعیت قوی سیاهچاله‌های خفته در کهکشان راه شیری باشد که به سیاه‌چاله‌هایی اشاره دارد که از دیسک‌های درخشان، انفجار تابش، یا جت‌های پرسرعتی آشکار نیستند که از قطب‌هایشان بیرون می‌آیند (همانطور که اغلب در مورد اختروش‌ها اتفاق می‌افتد).

اگر این اجرام در کهکشان ما همه جا حاضر باشند، پیامدهای آن برای تکامل ستاره‌ها و کهکشان‌ها می‌تواند عمیق باشد. با این حال، این امکان وجود دارد که این سیاهچاله خفته خاص، دورتر باشد و نشان دهنده جمعیت بزرگتر نباشد.

البدری و همکارانش برای راستی‌آزمایی یافته‌های خود منتظر انتشار داده‌های Gaia 4 (GDR 4) هستند که تاریخ آن هنوز مشخص نیست، که شامل تمام داده‌های جمع‌آوری‌شده در طول ماموریت اسمی پنج ساله (GDR 4) می‌شود.

این نسخه شامل به روزترین کاتالوگهای نجومی، نورسنجی و سرعت شعاعی برای همه ستارگان، دوتایی‌ها، کهکشان‌ها و سیارات فراخورشیدی مشاهده شده است.

پنجمین و آخرین نسخه (GDR 5) شامل داده‌هایی از ماموریت اسمی و طولانی (10 سال کامل) خواهد بود.

البدری گفت: "براساس نرخ وقوع همراه BH که توسط Gaia BH1 ذکر شده است، ما تخمین زدیم که انتشار داده‌های بعدی گایا امکان کشف دهها سیستم مشابه را فراهم می‌کند."

ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
The Orbit of a Sun-Like Star Reveals The Nearest Black Hole Ever Found
20 September 2022
ByMATT WILLIAMS, UNIVERSE TODAY
https://www.sciencealert.com/the-orbit-of-a-sun-li...
تمامی زمان ها +4 است. زمان اکنون 6:40 ق.ظ است.