במרכז גלקסיית שביל החלב שוכן חור שחור סופר מאסיבי (SMBH) המכונה קשת A* . החור השחור האדיר הזה מוערך בקוטר של 44 מיליון ק'מ, ומסתו של למעלה מ-4 מיליון שמשות. במשך עשרות שנים, האסטרונומים הבינו שלרוב הגלקסיות הגדולות יותר יש SMBH בליבתן, ושאלה נעים בין מאות אלפי למיליארדי מסות שמש.
עם זאת, מחקר חדש שבוצע על ידי צוות חוקרים מאוניברסיטת Keio, יפן, מצא ממצא מדהים. לפי המחקר שלהם , הצוות מצא עדויות לחור שחור בגודל בינוני בצביר גז ליד מרכז גלקסיית שביל החלב. הממצא הבלתי צפוי הזה יכול להציע רמזים לגבי היווצרות SMBHs, וזה משהו שהאסטרונומים מתלבטים לגביו כבר זמן מה.
המחקר, שכותרתו ' פליטת גל מילימטר ממועמד לחור שחור במסה בינונית בשביל החלב ', הופיע לאחרונה בכתב העתאסטרונומיה של הטבע.בראשותו של Tomoharu Oka, חוקר מהמחלקה לפיזיקה וה בית הספר למדע וטכנולוגיה בסיסיים באוניברסיטת Keio, הצוות חקר CO–0.40–0.22, ענן גז קומפקטי במהירות גבוהה ליד מרכז הגלקסיה שלנו.
הקונספט של האמן הזה מציג גלקסיה עם חור שחור סופר מסיבי בליבה. החור השחור יורה סילוני גלי רדיו. קרדיט תמונה: NASA/JPL-Caltech
ענן האבק הקומפקטי הזה, שהיה מקור קסם לאסטרונומים במשך שנים, הוא בקוטר של למעלה מ-1000 AU וממוקם כ-200 שנות אור ממרכז הגלקסיה שלנו. הסיבה לעניין הזה קשורה לעובדה שגזים בענן הזה - הכוללים מימן ציאניד ופחמן חד חמצני - נעים במהירויות שונות בתכלית, וזה משהו חריג לענן של גזים בין-כוכביים.
בתקווה להבין טוב יותר את ההתנהגות המוזרה הזו, הצוות צפה במקור CO–0.40–0.22 באמצעות טלסקופ הרדיו של 45 מטר ב- מצפה הרדיו של נוביימה ביפן. זה התחיל ב ינואר 2016 , כשהצוות שם לב שלענן יש צורה אליפטית המורכבת משני מרכיבים. אלה כללו רכיב קומפקטי אך בצפיפות נמוכה במהירויות משתנות, ורכיב צפוף (אורכו 10 שנות אור) עם וריאציות מועטות.
לאחר ביצוע התצפיות הראשוניות, הצוות עקב אחר תצפיות מה- Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) בצ'ילה. אלה אישרו את מבנה הענן ואת וריאציות המהירות שנראו תואמות את הצפיפות. בנוסף, הם צפו בנוכחות גלי רדיו (בדומה לאלו שנוצרו על ידי קשת A*) ליד האזור הצפוף. כפי שהם מציינים במחקר שלהם:
'לאחרונה גילינו ענן מולקולרי מוזר, CO–0.40–0.22, עם רוחב מהירות רחב במיוחד, ליד מרכז גלקסיית שביל החלב שלנו. בהתבסס על ניתוח קפדני של קינמטיקה של גז, הגענו למסקנה שעצם קומפקטי עם מסה של כ-105[מסות שמש] אורבות בענן הזה.'
שנה תמונה המציגה את האזור סביב Sgr A*, שבו קרני רנטגן נמוכות, בינוניות וגבוהות הן אדום, ירוק וכחול, בהתאמה. התיבה המוכנסת מציגה התלקחויות של קרני רנטגן מהאזור הקרוב ל-Sgr A*. נאס'א: נאס'א/SAO/CXC
הצוות גם הפעיל סדרה של מודלים ממוחשבים כדי להסביר את ההתנהגויות המוזרות הללו, שהצביעו על כך שהסיבה הסבירה ביותר היא חור שחור. בהתחשב במסה שלו - 100,000 מסות שמש, או פחות פי 500 בערך מזו של קשת A* - פירוש הדבר היה שהחור השחור היה בינוני בגודלו. אם תאושר, תגלית זו תהווה את החור השחור השני בגודלו שהתגלה בתוך שביל החלב.
זה מייצג משהו ראשון עבור אסטרונומים, שכן הרוב המכריע של החורים השחורים שהתגלו עד היום היו קטנים או מסיביים. מחקרים שביקשו לאתר חורים שחורים ביניים (IMBH), לעומת זאת, מצאו מעט מאוד עדויות להם. יתרה מכך, ממצאים אלה יכולים להסביר כיצד נוצרים SMBHs במרכזן של גלקסיות גדולות יותר.
בעבר, אסטרונומים שיערו כי SMBHs נוצרים על ידי מיזוג של חורים שחורים קטנים יותר, מה שמרמז על קיומם של חורים ביניים. ככזה, הגילוי של IMBH יהווה את הראיה הראשונה להשערה זו. כפי שהסבירה ברוק סימונס, פרופסור באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו בראיון איתו האפוטרופוס :
'אנחנו יודעים שחורים שחורים קטנים יותר נוצרים כשכמה כוכבים מתים, מה שהופך אותם לשכיחים למדי. אנו חושבים שחלק מאותם חורים שחורים הם הזרעים שמהם החורים השחורים הסופר-מסיביים הגדולים בהרבה גדלים למסיביים לפחות פי מיליון. הצמיחה הזו צריכה להתרחש בחלקה על ידי מיזוג עם חורים שחורים אחרים ובחלקה על ידי הצטברות של חומר מהחלק של הגלקסיה המקיף את החור השחור.
'אסטרופיזיקאים אספו ראיות תצפיתיות הן לחורים שחורים במסת כוכבים והן לחורים שחורים סופר מסיביים במשך עשרות שנים, אך למרות שאנו חושבים שהגדולים ביותר גדלים מהקטנים ביותר, מעולם לא היו לנו הוכחות ברורות לחור שחור עם מסה ב בין הקצוות הללו'.
התרשמותו של האמן משני חורים שחורים מתמזגים, אשר הוגדרה כמקור לגלי כבידה. קרדיט: בוהן, זרוק, הברט, הנריקסון, בונאנדר, טיילור, שיל/SXS
יהיה צורך במחקרים נוספים כדי לאשר את נוכחותו של IMBH במרכז CO–0.40–0.22. בהנחה שהם יצליחו, אנו יכולים לצפות שאסטרופיזיקאים יעקוב אחר זה במשך זמן מה כדי לקבוע כיצד הוא נוצר, ומה יהיה גורלו הסופי. לדוגמה, ייתכן שהוא נסחף לאט לכיוון קשת A* ובסופו של דבר יתמזג איתו, ובכך יוצר SMBH מסיבי אפילו יותר במרכז הגלקסיה שלנו!
בהנחה שבני אדם נמצאים בסביבה כדי לזהות את המיזוג הזה, זה הוגן לומר שהוא לא ייעלם מעיניהם. גלי הכבידה לבדם בטוח יהיו מרשימים!
לקריאה נוספת: אסטרונומיה של הטבע