تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا اولین سیاه چاله کلان جرم فراری را که با سرعت بیش از 3.5 میلیون کیلومتر در ساعت از میان کهکشان های جغد کیهانی عبور می کند، تأیید کرد.

به گزارش ایسنا، برای اولین بار، ستاره شناسان یک ابرسیاه چاله با جرم حداقل 10 میلیون برابر خورشید را تایید کرده اند که به نحوی با سرعت باورنکردنی 954 کیلومتر در ثانیه (معادل 0.32 درصد سرعت نور) از کهکشان میزبان خود جدا شده است.

این سریع ترین جرم ستاره ای فراری نیست که تاکنون مشاهده شده است، اما قدرت گرانشی مورد نیاز برای پرتاب سیاه چاله ای با این جرم به بیرون و پراکنده شدن آن با این سرعت در محیط پیرامون کهکشانی، واقعاً شگفت انگیز است.

این سیاه چاله که اکنون RBH-1 نام دارد، اولین بار در سال 2023 گزارش شد. در آن زمان به نظر می رسید که سرنخ ها تصویر واضحی از یک جرم فراری را ترسیم می کنند. اکنون این موضوع در مشاهدات و رصدهای بعدی به رهبری اخترفیزیکدان پیتر ون دوکوم ( Pieter van Dokkum) از دانشگاه ییل(Yale) و با استفاده از ابزار NIRSpec نزدیک به فروسرخ تلسکوپ جیمز وب تأیید شده است.

ابرسیاهچاله RBH-1 در واقع از لبه های بیرونی کهکشان خود به سمت فضای بین کهکشانی در حال حرکت است.

نحوه وقوع این اتفاق احتمالاً حتی هیجان انگیزتر است. محققان معتقدند که رویدادی که به RBH-1 این امکان را داده است که در فضا-زمان حرکت کند، به احتمال زیاد پس زنی گرانشی ناشی از ادغام یک سیاه چاله ابرپرجرم بوده است.

ستاره شناسان می گویند: این نتایج تأیید می کند که این دنباله توسط یک ابرسیاه چاله فراریِ مافوق صوت تغذیه می شود که پیامدی پیش بینی شده از پس زنی موج گرانشی یا خروج چندجرمی از هسته های کهکشانی است.

ابرسیاه چاله ها مانند عنکبوت ها هستند و تارهایشان تمایل دارند به هم بپیوندند. کهکشان ها در اطراف سیاه چاله ها جمع می شوند و رشد می کنند و تکامل آنها توسط گرانش و رفتار سیاه چاله های هسته ای غول پیکر در مراکزشان شکل می گیرد.

این بدان معنا نیست که سیاه چاله باید در جای خود باقی بماند. طبق نظریه، یک اختلال به اندازه کافی بزرگ می تواند سیاه چاله را از جای خود بیرون کند و آن را به سرگردانی در جهان بفرستد که تنها با ابر کوچکی از مواد در چنگال فوری و بی رحمانه آن همراه است.

ستاره شناسان در طول سال ها شواهد زیادی از این مکانیسم جمع آوری کرده اند. اینها شامل چندین ابرسیاه چاله فراریِ کاندید که از مراکز کهکشان هایشان بیرون رانده شده اند، کهکشانی با یک ابرسیاه چاله دوم در حومه آن و حتی یک کهکشان که به نظر می رسد ابرسیاه چاله خود را به طور کامل از دست داده است، می شود.

شبیه سازی ها همچنین نشان می دهند که باید تعداد قابل توجهی از ابرسیاه چاله های سرگردان وجود داشته باشند که به طور نامریی در تاریکی فضای بین کهکشانی حضور دارند.

ون دوکوم و همکارانش برای تأیید اینکه آیا RBH-1 واقعاً همان چیزی است که در مشاهدات اولیه به نظر می رسید، از تلسکوپ فضایی جیمز وب برای دریافتن سرعت آن استفاده کردند، چرا که به محیط پیرامون کهکشانی شامل گاز و غبار رقیق اطراف کهکشان میزبان خود برخورد می کند و آن را فشرده می کند.

وقتی چیزی به سمت ما حرکت می کند، طول موج نور آن کمی به سمت انتهای آبی تر طیف نور فشرده می شود؛ پدیده ای که به عنوان انتقال به آبی شناخته می شود. محققان انتقال به آبی را در جلو و پشت شوک کمانی اندازه گیری کردند و یک تفاوت سرعت چشمگیر و ناگهانی یافتند.

محققان دریافتند که این ساختار کلی تنها می تواند توسط یک جرم پرسرعت و عظیم که با سرعت حدود 954 کیلومتر در ثانیه به جلو می خزد، ایجاد شود.

سوال بعدی این بود که این اتفاق چطور رخ می دهد؟ محققان در مقاله خود گفته اند که این مکانیسم احتمالاً یک برهمکنش گرانشی سه جرمی بین سه ابرسیاه چاله است که توسط ادغام کهکشان ها به هم رسیده اند.

آنها با اندازه گیری های دقیق تر اکنون معتقدند که محتمل ترین توضیح، ادغام بین دو ابرسیاه چاله است که پس از ادغام کهکشان های میزبانشان به هم رسیده اند. همانطور که آنها برای تشکیل یک ابرسیاه چاله به هم نزدیک می شدند، آزادسازی نامتقارن انرژی گرانشی، یک ضربه پس زنی ایجاد می کرد که سیاه چاله تازه تشکیل شده را به پرواز در می آورد.

سرعت اندازه گیری شده RBH-1 و جرم کهکشانی که از خود به جا گذاشته است، کاملاً با مدل های این فرآیند سازگار است.

محققان می گویند: ما این جرم را RBH-1 می نامیم، زیرا می دانیم که این اولین ابرسیاه چاله فراری تایید شده است.

آنها در پایان گفتند: ابرسیاه چاله فراری RBH-1 اعتبارسنجی تجربی پیش بینی 50 ساله ای است مبنی بر اینکه سیاه چاله های کلان جرم می توانند از طریق پس زنی موج گرانشی یا برهمکنش سه جرمی از کهکشان های میزبان خود فرار کنند.