کشف ستاره دوتایی نزدیک به سیاه‌چاله عظیم کهکشان ما

کشف یک ستاره دوتایی نزدیک به سیاه‌چاله فوق‌العاده بزرگ

یک تیم بین‌المللی از محققان موفق به شناسایی یک ستاره دوتایی شده‌اند که در نزدیکی سیاه‌چاله فوق‌العاده بزرگ «کمان A*» واقع در مرکز کهکشان ما در حال چرخش است. این اولین باری است که یک جفت ستاره در نزدیکی یک سیاه‌چاله فوق‌العاده بزرگ پیدا می‌شود. این کشف که بر اساس داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا (VLT) انجام شده، به ما کمک می‌کند تا درک بهتری از چگونگی بقای ستاره‌ها در محیط‌های با گرانش شدید داشته باشیم و می‌تواند راه را برای شناسایی سیارات نزدیک به کمان A* هموار کند.

فلوریان پیزکر، محقق دانشگاه کلن آلمان و نویسنده اصلی این مطالعه که امروز در نشریه «نیچر کامونیکیشنز» منتشر شده، می‌گوید: «سیاه‌چاله‌ها به اندازه‌ای که فکر می‌کردیم ویرانگر نیستند.» ستاره‌های دوتایی، جفت ستاره‌هایی که در حال چرخش به دور یکدیگر هستند، در جهان بسیار رایج هستند، اما تا به حال در نزدیکی یک سیاه‌چاله فوق‌العاده بزرگ پیدا نشده بودند، جایی که گرانش شدید می‌تواند سیستم‌های ستاره‌ای را ناپایدار کند. این کشف جدید نشان می‌دهد که برخی از ستاره‌های دوتایی می‌توانند حتی در شرایط ویرانگر به طور موقت زنده بمانند.

ستاره دوتایی جدید که به آن D9 گفته می‌شود، در زمان مناسبی شناسایی شد: تخمین زده می‌شود که این ستاره تنها ۲.۷ میلیون سال سن دارد و نیروی گرانشی قوی سیاه‌چاله نزدیک احتمالاً باعث می‌شود که این ستاره در عرض یک میلیون سال به یک ستاره واحد تبدیل شود، که برای یک سیستم جوان زمان بسیار کمی است. «این تنها یک پنجره کوتاه در مقیاس‌های زمانی کیهانی برای مشاهده چنین سیستم دوتایی است — و ما موفق شدیم!» امانا بوردیه، نویسنده همکار و محقق دیگری از دانشگاه کلن و دانشجوی سابق ESO توضیح می‌دهد.

سال‌ها دانشمندان بر این باور بودند که محیط شدید نزدیک به یک سیاه‌چاله فوق‌العاده بزرگ مانع از شکل‌گیری ستاره‌های جدید در آنجا می‌شود. اما چندین ستاره جوان که در نزدیکی کمان A* پیدا شده‌اند، این فرضیه را رد کرده‌اند. کشف ستاره دوتایی جوان اکنون نشان می‌دهد که حتی جفت‌های ستاره‌ای نیز می‌توانند در این شرایط سخت شکل بگیرند.

سیستم D9 و نشانه‌های وجود گاز و غبار

میچال زاجاچک، یکی از نویسندگان و پژوهشگران دانشگاه ماساریک در جمهوری چک و دانشگاه کلن، توضیح می‌دهد: «سیستم D9 نشانه‌های روشنی از وجود گاز و غبار در اطراف ستاره‌ها را نشان می‌دهد، که این موضوع نشان می‌دهد که ممکن است یک سیستم ستاره‌ای بسیار جوان باشد که باید در نزدیکی سیاه‌چاله فوق‌العاده بزرگ شکل گرفته باشد.» این دوتایی تازه کشف‌شده در یک خوشه متراکم از ستاره‌ها و دیگر اجرام در حال چرخش به دور سیاه‌چاله‌ای به نام «کمان A*» یافت شده است که به آن خوشه S گفته می‌شود.

در این خوشه، اجرام G بیشترین رمز و راز را دارند. این اجرام مانند ستاره‌ها رفتار می‌کنند اما به شکل ابرهای گاز و غبار به نظر می‌رسند. در حین مشاهدات این اجرام مرموز، تیم تحقیقاتی الگوی شگفت‌انگیزی در D9 پیدا کرد. داده‌های به‌دست‌آمده با ابزار ERIS تلسکوپ VLT، همراه با داده‌های آرشیوی از ابزار SINFONI، تغییرات مکرر در سرعت ستاره را نشان داد که گویای این است که D9 در واقع دو ستاره است که به دور یکدیگر می‌چرخند.

پیسر می‌گوید: «من فکر می‌کردم تحلیل من اشتباه است، اما الگوی طیفی حدود ۱۵ سال را پوشش می‌داد و واضح بود که این شناسایی در واقع اولین دوتایی مشاهده‌شده در خوشه S است.» این نتایج نور جدیدی بر روی آنچه که اجرام مرموز G می‌توانند باشند، می‌افکند. تیم تحقیقاتی پیشنهاد می‌کند که این اجرام ممکن است در واقع ترکیبی از ستاره‌های دوتایی باشند که هنوز ادغام نشده‌اند و مواد باقی‌مانده از ستاره‌های ادغام‌شده قبلی.\

ماهیت دقیق بسیاری از اجرام در حال چرخش به دور «کمان A*» و اینکه چگونه می‌توانند این‌قدر نزدیک به سیاه‌چاله فوق‌العاده بزرگ شکل گرفته باشند، همچنان یک معما باقی مانده است. اما به زودی، ارتقاء GRAVITY+ به تلسکوپ VLT و ابزار METIS در تلسکوپ فوق‌العاده بزرگ (ELT) سازمان فضایی اروپا که در حال ساخت در شیلی است، می‌تواند این وضعیت را تغییر دهد. هر دو مرکز به تیم اجازه می‌دهند تا مشاهدات دقیق‌تری از مرکز کهکشان انجام دهند و ماهیت اجرام شناخته‌شده را فاش کرده و بدون شک دوتایی‌های بیشتری و سیستم‌های جوان‌تری را کشف کنند.

پیسر در پایان می‌گوید: «کشف ما به ما این امکان را می‌دهد که درباره وجود سیارات گمانه‌زنی کنیم، زیرا این سیارات معمولاً در اطراف ستاره‌های جوان شکل می‌گیرند. به نظر می‌رسد که شناسایی سیارات در مرکز کهکشان تنها یک مسئله زمان است.»