مهمان اسرارآمیز در حیاط‌خلوت کهکشان راه شیری

خبرگزاری علم و فناوری آنا،‌ نوید فرخی؛ تصور کنید که به آسمان شب خیره شده‌اید و متوجه می‌شوید که در میان آن ستاره‌های چشمک‌زن رازی نهفته است که باید حل شود! به‌تازگی ستاره‌شناسان به لطف نتایج تلسکوپ رادیویی مرکات (MeerKAT) به کشفی شگفت‌انگیزی دست پیدا کردند، کشفی که می‌تواند درک ما را از قوانین حاکم بر نجوم به چالش بکشد. بیایید سفری را برای درک این کشف و معنای آن برای علم و جایگاه ما در کیهان آغاز کنیم.

چیزی که رصد شده و تاکنون مایه شگفتی بوده،‌ درحقیقت یک جرم نجومی است. این جرم اسرارآمیز در اعماق کهکشان راه شیری، در میان گروهی متراکم از ستارگان که به‌عنوان یک خوشه کروی شناخته می‌شوند(خوشه NGC 1851) رصد شده است. نکته منحصر به فرد در رابطه با این جرم نجومی این است که در جایی به نام «شکاف جرمی سیاه‌چاله» (black hole mass gap) قرار دارد، محدوده‌ای که عموماً نه ستاره‌های نوترونی در آن یافت می‌شود و نه سیاه‌چاله‌.

تلسکوپ مرکات که این پدیده اسرارآمیز را رصد کرده و در آفریقای جنوبی واقع است، یک تلسکوپ معمولی نیست. مرکات جهان را مانند چشمان ما به وسیله بازتاب نور اجرام نمی‌بیند، بلکه از طریق امواج رادیویی می‌نگرد. تصور کنید گوش‌های فوق العاده‌ای دارید که می‌تواند هر زمزمه‌ای را بشنود. این فناوری پیشرفته به دانشمندان امکان می‌دهد تا پالس‌های ریتمیک ساطع‌شده از یک ستاره نوترونی را دریافت کنند و همین توانمندی بود که دانشمندان را به کشف این جرم معمایی سوق داد.

برای فهم بهتر وضعیت این جرم مرموز، ابتدا باید ماهیت ستاره‌های نوترونی و سیاهچاله‌ها را درک کنیم. ستارگان نوترونی بقایای بسیار فشرده از ستارگان عظیمی هستند که منفجر شده‌اند. این اجرام آن قدر فشرده هستند که یک قاشق چای‌خوری از جرم آنها می‌تواند به اندازه یک کوه وزن داشته باشد! از سوی دیگر سیاهچاله‌ها نقاطی در فضا هستند که گرانشی بسیار قوی دارند. گرانش سیاهچاله‌ها آن قدر قوی است که حتی نور هم نمی‌تواند از دست آنها فرار کند. آنها مانند جاروبرقی کیهانی هستند که هر چیزی را در نزدیکی خود می‌مکند!

شکاف جرمی سیاهچاله چنانچه در بالا تشریح شد، مانند یک منطقه مرموز در فضا است و این جرم در این بخش از فضا پیدا شده است (بخشی که انتظار نداشتیم چیزی در آن پیدا کنیم). اجازه دهید ماجرا را به زبان ساده بررسی کنیم. فرض کنید فضا یک اقیانوس وسیع است. در این اقیانوس دو نوع جزیره می‌تواند وجود داشته باشد. یکی جزایر کوچک (مانند ستاره‌های نوترونی) و دیگری جزایر بسیار بزرگ (مثل سیاهچاله‌ها). دانشمندان تاکنون فکر می‌کردند جایی در این اقیانوس وجود دارد که در آن هیچ نوع جزیره‌ای پیدا نمی‌شود. علت این استنتاج این بوده که این منطقه،  برای جزایر کوچک خیلی بزرگ محسوب می‌شد و برای جزایر بزرگ خیلی کوچک. اتفاقی که در حال حاضر افتاده این است که یک جزیره شگفت‌انگیز درست در این منطقه خالی پیدا شده است. این اتفاق مانند یافتن جرمی غیرمنتظره در مکانی است که هیچ کس فکر نمی‌کرد چیزی وجود داشته باشد. این کشف آن قدر غیرمنتظره است که دانشمندان را وادار می‌کند در مورد نحوه تغییر حالت و مرگ ستارگان بازنگری داشته باشند. البته مسئله صرفاً نجومی و رصدی نیست. این کشف حتی ممکن است نظریه‌های موجود ما را نیز به چالش بکشد.  کشف اخیر همچنین به ما فرصتی می‌دهد تا نظریه مهم اینشتین یعنی نظریه نسبیت عام را به دقیق‌ترین شکل ممکن آزمایش کنیم؛ نظریه‌ای که بسیاری از مسائل در مورد حرکت اجرام در فضا را تاکنون توجیه کرده است.  

ستاره‌شناسان انتظار دارند در ادامه تحقیقات خود، ماهیت واقعی این جرم را مشخص کنند. آیا این جرم سنگین‌ترین ستاره نوترونی در جهان است و یا سبک‌ترین سیاهچاله است (و یا چیزی کاملاً جدید است)؟ پاسخ این سؤال می‌تواند فصل جدیدی را در درک ما از جهان باز کند. شاید کشف این جرم مرموز مانند یک فانوس دریایی است که ما را به کشف و درک ناشناخته‌های وسیع اقیانوس کیهانی فرا می‌خواند.