سیاه‌چاله‌‌ها چقدر 'وزن' دارند؟
سیاه‌چاله‌‌ها چقدر وزن دارند؟
مجله علمی ایلیاد - گروهی بین‌المللی از ستاره‌شناسان دریافته‌اند که سیاه‌چاله‌ی مرکزی کهکشان مارپیچ NGC4395 دارای جرمی در حدود ۱۰،۰۰۰ برابر خورشید است؛ تقریباً ۴۰ برابر کمتر از چیزی که تاکنون تصور می‌کردند. «النا گالو» به‌عنوان ستاره‌شناس از دانشگاه میشیگان، می‌گوید: «این پرسش برای کهکشان‌های کوچک و یا کوتوله باز باقی خواهد ماند؛ آیا این کهکشان‌ها سیاه‌چاله دارند؟ اگر دارند، آیا نحوه‌ی 'وزن' کردن آن‌ها نیز مانند سیاه‌چاله‌های پُر‌جرم است؟ پاسخ دادن به این پرسش‌ها می‌تواند به ما در درک مکانیسمی که طی آن این هیولاهای سیاه‌چاله‌ای ایجاد می‌شوند، کمک کند.»
دکتر گالو و همکارانش از دانشگاه‌های سئول، سن‌دیگو و میشیگان برای تعیین جرم سیاه‌چاله‌ی مرکزی کهکشان NGC4395 از روشی به نام «نقشه‌برداری بازتابی» استفاده کرده‌اند. در این روش، جرم سیاه‌چاله با پایش پرتوهایی که از دیسک اطراف سیاه‌چاله ساطع شده‌اند، اندازه‌گیری می‌شود.
همچنان که پرتوها از دیسک خارج می‌شوند، از ابر دیگری از مواد که دورتر از سیاه‌چاله هستند، عبور می‌کند. این ابر از دیسک اطراف سیاه‌چاله نفوذپذیرتر است. این ناحیه به ناحیه‌ی خط پهن معروف است. وقتی که پرتوها به گاز موجود در خط پهن برخورد می‌کنند، اتم‌‌های موجود در آن به حالت گذار می‌روند. به این معنی که پرتوها باعث به بیرون پرتاب شدن یک الکترون از اتم هیدروژن می‌شود و باعث می‌شود که اتم به سطح انرژی بالاتری برود. وقتی که پرتو عبور کرد، اتم به سطح انرژی قبلی برمی‌گردد. ستاره‌شناسان قادر هستند از این حالت گذار که مانند یک فلش روشن می‌شود، عکس‌برداری کنند.
با اندازه‌گیری زمانی که طول می‌کشد تا پرتوهای عبوری از دیسک به ناحیه‌ی خط پهن برخورد کنند و فلش‌های ذکر شده را تولید کنند، می‌توان فاصله‌ی ناحیه‌ی خط پهن را از سیاه‌چاله تخمین زد. با استفاده از این اطلاعات ستاره‌شناسان می‌توانند جرم سیاه‌چاله را تخمین بزنند. دکتر گالو می‌گوید: «این فاصله بستگی به جرم سیاه‌چاله دارد. هر چقدر سیاه‌چاله بزرگ‌تر باشد، فاصله‌ای که نور طی می‌کند تا از دیسک به ناحیه‌خط پهن برسد نیز بیشتر خواهد بود.»
دانشمندان با استفاده از داده‌های رصدخانه‌ی MDM محاسبه کرده‌اند که ۸۳ دقیقه طول می‌کشد تا پرتوها از دیسک به ناحیه‌ی خط پهن برسند. برای محاسبه‌ی جرم سیاه‌چاله، محققین باید سرعت ذاتی ناحیه‌ی خط پهن را نیز محاسبه کنند. این سرعت بستگی به اثر گرانش سیاه‌چاله بر روی ناحیه‌ی ابری دارد. با داشتن اطلاعات ذکر شده، ستاره‌شناسان دریافتند که جرم سیاه‌چاله ۱۰،۰۰۰ برابر جرم خورشید است.
مقاله‌ی تهیه شده توسط این گروه در مجله‌ی Nature Astronomy به چاپ رسیده است.