اخترشناسان برای اولین بار یک «سه‌تایی» شامل یک سیاه‌چاله و دو ستاره پیدا کرده‌اند

در صورت‌فلکی ماکیان، در فاصله ۷۸۰۰ سال نوری از زمین، یک شگفتی فضایی واقعی در کمین است. سیستم سیاه‌چاله V404 ماکیان مدت‌هاست که با رفتار خود، اخترشناسان را غافلگیر و سردرگم کرده. اما حالا دانشمندان فهمیده‌اند که این سیستم سیاه‌چاله یک سه‌تایی است و یک ستاره دیگر در یک مدار ۷۰ هزار ساله به دور آن می‌چرخد.

V404 ماکیان از پیش یک همراه داشت: یک ستاره بسیار نزدیک، با مدار ۶.۵ روزه، که سیاه‌چاله از جرم آن تغذیه می‌کرد. به این ترتیب، ستاره تازه کشف‌شده آن را به یک سیستم سه‌تایی تبدیل می‌کند.

دانشمندان مدت‌ها از وجود ستاره دوم خبر داشتند، اما فکر می‌کردند این ستاره به سیستم V404 ماکیان ارتباطی ندارد. داده‌های سه‌بُعدی تلسکوپ فضایی گایا (Gaia) نشان دادند که این سه جرم با یک سرعت و در یک جهت در فضا حرکت می‌کنند؛ و این یعنی با یکدیگر پیوند دارند.

این اولین بار است که دانشمندان چنین سیستمی را شناسایی کرده‌اند و می‌تواند بینش‌هایی تازه درباره چگونگی شکل‌گیری سیاه‌چاله‌ها فراهم کند. اخترشناسان باور دارند که سیاه‌چاله‌ها از انفجارهای ابرنواختری ایجاد می‌شوند. اما این انفجارها چنان قدرتمند هستند که ستاره‌های اطراف سیاه‌چاله را از مدار به بیرون پرتاب می‌کنند. کشف سیاه‌چاله سه‌تایی ممکن است این نظریه را زیر سوال ببرد.

چگونگی شکل‌گیری سیاه‌چاله سه‌تایی

دانشمندان ابرنواخترهایی را دیده‌اند که در آن‌ها مواد بیرونی خود را با شدت در فضا پرتاب می‌کند و هسته آن به یک سیاه‌چاله تبدیل می‌شود. اما روی کاغذ، یک مکانیسم دیگر نیز برای شکل‌گیری سیاه‌چاله‌ها وجود دارد. این مکانیسم، «فروپاشی مستقیم» نام دارد که در آن یک ستاره پرجرم به‌طور کامل و بدون هیچ خراب‌کاری و انفجاری درون خود فرومی‌پاشد و به یک سیاه‌چاله تبدیل می‌شود.

از آن‌جا که این مکانیسم خراب‌کاری یا انفجاری ایجاد نمی‌کند، تقریباً هیچ مدرکی از آن وجود ندارد. به همین علت، سه‌تایی سیاه‌چاله V404 ماکیان یک شکار جذاب برای اخترشناسان است.

سیاه‌چاله و ستاره دورتر ۳۵۰۰ واحد نجومی (یک واحد نجومی تقریباً برابر است با میانگین فاصله زمین تا خورشید) با یکدیگر فاصله دارند. پس کمند گرانشی بین آن‌ها نسبتاً ضعیف است و یک ابرنواختر به‌سادگی می‌توانست آن را پاره کند.

فاصله زیاد بین سیاه‌چاله و ستاره دورتر این توضیح را نیز رد می‌کند که ستاره کوچک‌تر در دام گرانشی سیاه‌چاله گرفتار شده است.

اخترشناسان ده‌ها هزار شبیه‌سازی انجام دادند و دریافتند که بهترین توضیح این است که هر سه عضو پیش از آن که سیاه‌چاله تشکیل شود با یکدیگر پیوند گرانشی داشتند. و این نشان می‌دهد که سیاه‌چاله با مکانیسم فروپاشی مستقیم ایجاد شده است.

این تا به امروز بهترین مدرک از سیاه‌چاله ایجادشده از طریق مکانیسم فروپاشی مستقیم است. حالا دانشمندان می‌توانند وجود سیاه‌چاله‌هایی را که توضیح تاریخچه‌شان با مکانیسم ابرنواختر چالش‌برانگیز است، با این مکانیسم توجیه کنند.

دانشمندان گمان می‌برند که کشف این سیستم سیاه‌چاله سه‌تایی نشان می‌دهد که سه‌تایی‌های بیشتری در کیهان وجود دارند که هنوز نتوانسته‌ایم آن‌ها را پیدا کنیم. کشف نمونه‌های بیشتر فهم ما از مکانیسم فروپاشی مستقیم و علت آن را بهبود می‌بخشد.