پژوهشگران چینی یک سیاه‌چاله کم‌جرم را در محدوده جرمی ناشناخته کشف کرده‌اند که نظریه‌های علمی پیشین را به چالش می‌کشد. با استفاده از ترکیب روش‌های سرعت شعاعی و آسترومتری، آن‌ها این سیاه‌چاله را در یک سیستم دوتایی گسترده شناسایی کردند که نظریه‌های موجود درباره تکامل سیستم‌های دوتایی و شکل‌گیری سیاه‌چاله‌ها را به چالش می‌کشد. این کشف مهم نه تنها عضو جدیدی به مجموعه شناخته‌شده سیاه‌چاله‌ها اضافه می‌کند، بلکه دیدگاه‌های ارزشمندی درباره دینامیک سیستم‌های دوتایی و تکامل ستاره‌ها ارائه می‌دهد.
پیشرفت در تحقیقات سیاه‌چاله‌ها
پژوهشگران چینی یک سیاه‌چاله امیدوارکننده در محدوده جرمی ناشناخته را با استفاده از روش‌های سرعت شعاعی و آسترومتری کشف کردند. این مطالعه در تاریخ ۱۰ سپتامبر به‌صورت آنلاین در مجله Nature Astronomy منتشر شد. این پژوهش توسط تیمی به سرپرستی دکتر سونگ وانگ، پژوهشگر مؤسسه ملی رصدهای نجومی آکادمی علوم چین (NAOC)، انجام شده است.
در طی شش دهه گذشته، دانشمندان 24 عدد سیاه‌چاله با جرم ستاره‌ای را با استفاده از روش‌های پرتو ایکس کشف کرده‌اند. توزیع جرمی این سیاه‌چاله‌ها، عمدتاً بین ۵ تا ۲۵ برابر جرم خورشید بوده که نشان‌دهنده کمبود سیاه‌چاله‌هایی با جرم بین ۳ تا ۵ برابر جرم خورشید است.
این خلأ جرمی ممکن است به دلیل مکانیزم‌های خاصی در طول انفجار ابرنواخترها باشد که مانع از تشکیل سیاه‌چاله‌ها در این محدوده جرمی می‌شود. همچنین ممکن است صرفاً به دلیل خطای مشاهداتی باشد، زیرا سیستم‌های دوتایی شامل سیاه‌چاله‌های کم‌جرم به‌راحتی با ضربات ناشی از تولد در طول انفجار ابرنواختر مختل می‌شوند و بنابراین سخت‌تر قابل تشخیص هستند.
کشف سیاه‌چاله‌های پنهان
با اینکه مشاهدات اخیر امواج گرانشی توسط رصدخانه موج گرانشی لیزری (LIGO) وجود اجرام فشرده در این محدوده جرمی را نشان داده است، این سوال که آیا سیاه‌چاله‌های کم‌جرم می‌توانند در سیستم‌های دوتایی وجود داشته باشند، همچنان محل بحث است. انتظار می‌رفت چنین سیستمی غیرتعاملی و بدون تابش پرتو ایکس باشد و بتوان با استفاده از روش‌های سرعت شعاعی و آسترومتری آن را جستجو کرد.
کشفی پیشگامانه
با استفاده از طیف‌سنجی به‌دست‌آمده از تلسکوپ لاموست (LAMOST) و داده‌های آسترومتری از گایا، این مطالعه به جستجوی سیستم‌های دوتایی شامل اجزای فشرده پرداخت.
محققان یک جرم تاریک کم‌جرم را در سیستم دوتایی G3425 کشف کردند. ستاره قابل مشاهده یک غول سرخ با جرمی حدود ۲.۷ برابر جرم خورشید است، در حالیکه جرم جسم تاریک حدود ۳.۶ برابر جرم خورشید است، با محدوده‌ای بین ۳.۱ تا ۴.۴ برابر جرم خورشید. هیچ نشانه‌ای از نور از هیچ جزء دیگری در این سیستم جز غول سرخ وجود ندارد که اثبات می‌کند جسم تاریک یک سیاه‌چاله است و جرم آن در محدوده جرمی ناشناخته قرار دارد.
پیامدها برای اخترفیزیک
مهمتر از این، G3425 یک سیستم دوتایی گسترده با دوره مداری تقریباً ۸۸۰ روز و خروج از مرکز نزدیک به صفر است. محققان دریافتند که توضیح شکل‌گیری آن از طریق فرآیندهای استاندارد تکامل دوتایی دشوار است. بنابراین، تشکیل این مدار دایره‌ای گسترده و شگفت‌انگیز، نظریه‌های فعلی تکامل دوتایی و انفجار ابرنواخترها را به چالش می‌کشد.
این مطالعه نشان می‌دهد که ترکیب روش‌های سرعت شعاعی و آسترومتری می‌تواند به‌طور موثری اجسام فشرده و بدون برهمکنش در سیستم‌های دوتایی را شناسایی کند. این سیستم جذاب به‌وضوح نشان می‌دهد که سیستم‌های دوتایی شامل سیاه‌چاله‌های کم‌جرم وجود دارند و می‌تواند بینش‌های جدیدی درباره تشکیل و تکامل سیستم‌های دوتایی ارائه دهد.
منبع: Scitechdsily
