تصویربرداری مستقیم از هاله غبارآلود اطراف سیاهچاله برای نخستین‌بار

هفته‌ی جاری، روزهای خوشحال‌کننده‌ای برای علاقه‌مندان به سیاه‌چاله‌ها محسوب می‌شود؛ زیرا علاوه‌بر رونمایی نخستین تصاویر از افق رویداد سیاه‌چاله در آینده‌ای نزدیک، پروژه‌های دیگری نیز در جریان هستند. برای مثال، ستاره‌شناسان اولین‌بار موفق شده‌اند به‌طورمستقیم از هاله‌ی غباری اطراف سیاه‌چاله‌ای غول‌آسا و فعال تصویربرداری کنند.

برخی کهکشان‌ها ازجمله کهکشان‌های رادیویی، حاوی سیاه‌چاله‌های غول‌آسا و به‌شدت فعال هستند که درخشش آن‌ها در طول موج‌های رادیویی دیده می‌شود. چنین سیاه‌چاله‌هایی با دیسکی از مواد احاطه شده‌اند و اطراف دیسک هم هاله‌‌ی غول‌آسا و دونات‌شکلی از گردوغبار دیده می‌شود. چنین ساختار هاله‌ای در کهکشان رادیویی سیگنوس A قرار گرفته است. اگرچه سیگنوس A تقریبا ۷۶۰ تا ۸۰۰ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد، یکی از کهکشان‌های درخشان آسمان شب محسوب می‌شود.

سیاهچاله‌ی غول‌آسایی با جرم ۲.۵ میلیارد برابر جرم خورشید در مرکز کهکشان یادشده قرار گرفته است. این سیاه‌چاله مقادیر زیادی از ماده را در اطراف خود جمع کرده و فواره‌های پلاسما از قطب‌های آن به داخل فضا ساطع می‌شود. سیاه‌چاله‌های غول‌آسا و قرص برافزایشی و فواره‌های قطبی با یکدیگر مدل یکپارچه‌ی هسته‌ی کهکشانی فعال (AGN) را می‌سازند. «قرص برافزایشی» ساختار دیسک‌مانند ماده است که حول مرکز می‌چرخد و «فواره‌های قطبی» پدیده‌ای در ستاره‌شناسی است که در آن، مواد یون‌دار حول محور چرخش منتشر می‌شوند.

چنین هسته‌ای بسته به نوع کهکشان میزبان شکل متفاوتی خواهد داشت. کوازارها، بلازارها، کهکشان‌های رادیویی و کهکشان‌های سیفرت همه از AGNهای درخشان آسمان شب هستند؛ اما ویژگی‌های متفاوتی دارند. تفاوت بین آن‌ها را می‌توان براساس هاله‌ی غبار آن‌ها توصیف کرد. البته بسته به زاویه‌ی دید از زمین، ممکن است برخی ویژگی‌های آن‌ها از نظر مخفی بماند.

کریس کاریلی، اخترفیزیک‌دان رصدخانه‌ی ملی رادیویی (NRAO)، دراین‌باره می‌گوید:

این هاله بخش مهمی از پدیده‌ی AGN است و براساس شواهد، برای ساختارهای کم‌نور نزدیک به AGN وجود دارد؛ اما اولین‌بار است که این هاله در نزدیکی کهکشان رادیویی درخشان دیده می‌شود. این هاله نشان می‌دهد چرا اجرام با اسامی متفاوت ماهیت یکسانی دارند و فقط از زاویه‌های مختلف دیده می‌شوند.

از دیدگاه ما، هسته‌ی کهکشانی فعال سیگنوس A جانبی است؛ درنتیجه، هاله‌ سیاه‌چاله‌ را مخفی می‌کند. این کهکشان ۱۰ برابر نزدیک‌تر از کهکشان‌های رادیویی مقایسه‌پذیر است؛ بنابراین، تیم رصدخانه‌ی ملی رادیویی آمریکا (NRAO) تداخل‌سنج رادیویی آرایه‌ای عظیم (VLA) را برای بررسی دقیق‌تر این هاله به‌سمت آن قرار داد. درنهایت، آن‌ها موفق شدند هاله‌ای از گاز با عرض ۹۰۰ سال نوری را رصد کنند. این هاله‌ی گازی به‌شکل توده‌هایی در اطراف حفره‌‌ی سیاه غول‌آسای مرکز کهکشان سیگنوس A توزیع شده است.

در سال ۲۰۱۶، دومین سیاه‌چاله‌ی غول‌آسای این کهکشان کشف شد که فاصله‌ی زیادی از مرکز نداشت. براساس شواهد، این کهکشان در گذشته‌ای نه‌چندان دور با کهکشان دیگری برخورد کرده است. درنتیجه‌، سیاه‌چاله‌ی غول‌آسای کهکشان دیگر به حیات خود ادامه داده است.

_{تصویر مستقیم VLA بخش مرکزی سیگنوس A را نشان می‌دهد}

باوجوداین، ممکن است روزی دو سیاه‌چاله با یکدیگر ادغام شوند و سیاه‌چاله‌ای بسیار غول‌آسا با جرم ۶۶ میلیارد خورشید را بسازند. براساس پژوهش‌های سال گذشته روی سیگنوس A، هاله‌ی غباری اطراف سیاه‌چاله با میدان‌های مغناطیسی احاطه شده که جایگاه آن را تحکیم کرده‌اند. مشاهده‌های بعدی می‌توانند جزئیات بیشتری درباره‌ی تغییرات این هاله و نقش آن در سیستم AGN آشکار کنند. کاریلی می‌گوید:

بالاخره انتظار به‌پایان می‌رسد و می‌توانیم شواهد مستقیمی از وجود سیاه‌چاله را ببینیم. برای اندازه‌گیری شکل و ترکیب این هاله، به مشاهده‌های بیشتری نیاز داریم. برای مثال، ALMA (آرایه‌ی زیرمیلی‌متری، میلی‌متری بزرگ آتاکاما) می‌توانند مستقیما غبار را آشکار کند.