فرادید؛ منجمان چیزی در قلب خوشه ستاره‌ای کروی متراکم 6397 NGC یافتند که کاملا غیر منتظره بود: به جای آن که یک ابرسیاهچاله وجود داشته باشد، یک توده از سیاه چاله‌های کوچک در آنجا پنهان شده بود.
به گزارش فرادید؛ این توده از سیاه چاله ها، با استفاده از ترکیب داده‌های تلسکوپ فضایی هابل و داده های تلسکوپ فضایی گایا کشف شده است. خوشه های کروی، سیستم های ستاره‌ای بسیار متراکمی هستند که به کمک نیروی گرانش در کنار یکدیگر قرار گرفته اند.
این سیستم ها معمولا بسیار قدیمی هستند. سن خوشه کروی 6397 NGC نیز تقریبا به اندازه سن کیهان است. این خوشه 7800 سال نوری از ما فاصله دارد و یکی از نزدیکترین خوشه های کروی به زمین است. در ابتدا منجمان تصور می کردند که سیاه چاله هایی با جرم متوسط در خوشه های کروی وجود دارند. این‌ها همان حلقه گمشده‌ی طولانی مدت در تکامل سیاه چاله ها هستند.
آن‌ها کوچکتر از سیاه چاله‌های غول پیکری هستند که در مرکز کهکشان ها قرار دارند، و بزرگتر از سیاه چاله‌هایی هستند که جرمشان در محدوده جرم ستاره ها است و از فروپاشی ستاره های غول پیکر به وجود آمده اند. دانشمندان امیدوار بودند که در قلب این خوشه کروی یک سیاهچاله با جرم متوسط پیدا کنند. اما در عوض، آن‌ها سیاه چاله هایی با جرمی در محدوده جرم ستارگان را در آنجا یافتند که آن ها در واقع بقایای فروپاشی ستاره ها هستند.
ادواردو ویترال از موسسه اختر فیزیک پاریس می گوید:"ما شواهد بسیار محکمی برای یک توده پنهان شده در مرکز متراکم خوشه کروی پیدا کرده ایم. اما از این موضوع متعجب شدیم که این توده همان طور که برای ابرسیاهچاله ها انتظار می رود، به شکل یک نقطه نیست. بلکه تا چند درصد از ابعاد خوشه گسترده شده است. "
برای یافتن این جرم پنهان، دانشمندان از سرعت ستاره‌ها در خوشه برای تعیین توزیع جرم کل آن استفاده کردند، که همان جرم ستارگان قابل مشاهده و همچنین ستاره‌های کم نور و سیاهچالهها است. در طی چندین سال، به کمک این مشاهدات حرکات ظاهری کوچک ستارگان را در خوشه اندازه گیری می کنند.
به کمک اندازه گیری این حرکات به این پرسش پاسخ داده شد که "چگونه جرم در سرتاسر خوشه توزیع می‌شود؟" یکی از محققان این پروژه می گوید: تجزیه و تحلیل های ما نشان داد که مدار ستاره‌ها در سراسر خوشه کروی به جای آن که شکل منظم دایره‌ای یا کشیده‌ای داشته باشد، به تصادفی بودن نزدیک تر است. این کشیدگی متوسط شکل مداری، تعیین کننده جرم داخلی است. محققان به این نتیجه رسیدند که این مولفه نامرئی، با توجه به جرم، وسعت و موقعیت آن، تنها می تواند حاصل از بقایای ستارگان عظیم کوتوله های سفید، ستاره های نوترونی و سیاهچالهها باشد.
این بقایای ستاره‌ای پس از فعل و انفعالات گرانشی با ستاره‌های کم جرم تر اطراف، به درون خوشه فرو رفته اند. این بازی ستارگان "اصطکاک دینامیکی" نامیده می شود که بر اثر آن به علت تبادل تکانه، ستاره‌های سنگین تر به مرکز خوشه و ستاره‌های کم جرم تر به حاشیه خوشه مهاجرت می کنند.
با استفاده از نظریه تحول ستارگان به این نتیجه رسیدند که بیشتر جرم اضافه‌ای که یافته اند را سیاه چاله‌ها تشکیل می دهند. در مطالعه دیگر نیز اخیرا پیشنهاد کرده اند که بقایای ستاره ای، به ویژه سیاه چاله های در محدوده جرم ستارگان، می توانند جمعیت مناطق داخلی خوشه‌های کروی را تشکیل دهند. نتایج نشان می دهند که ستارگان خوشه نه به دور یک سیاهچاله با جرم متوسط، بلکه به دور یک توده فشرده از بقایای ستاره‌ای که بیشتر جرم آن را سیاه چاله‌های کوچک تشکیل می دهند، در گردش است.
این اولین بار است که مجموعه‌ای از سیاه چاله‌ها با جرمی در حدود جرم ستارگان، در مرکز یک خوشه کروی متراکم مانند 6397 NGC پیدا شده است. منجمان همچنین اشاره کردند که این کشف، این احتمال را به وجود می آورد که ادغام این سیاه چاله ها در خوشه‌های کروی میتواند منبع مهمی از امواج گرانشی باشد.
محققان در ابتدای تحقیقات خود امیدوار بودند که سیاهچاله‌ای با جرم متوسط پیدا کنند و در عوض سیاه چاله هایی کوچک یافته‌اند. اما این تحول را یک موفقیت بزرگ توصیف کرده‌اند.
دانشمندان برای تعیین موقعیت و جرم سیاه چاله‌های مذکور با چالش های جدی مواجه بودند. آن‌ها در نهایت برای حل این مشکلات به اندازه گیری سرعت ستاره‌های موجود در خوشه مذکور متوسل شدند که داده های مربوط به آن طی چندین سال از طریق تلسکوپ های هابل و رصدخانه گایای آژانس فضایی اروپا جمع آوری شده بودند.
سیاه چاله های شناسایی شده تحت تأثیر نیروی جاذبه به سمت مرکز خوشه ستاره‌ای منحرف می شوند و میزان جذب آن‌ها توسط ستاره های بزرگ تر بیشتر است.
این کشف جدید میتواند دانش بشر در مورد سیاه چاله ها را افزایش دهد و اطلاعات تازه‌ای در مورد تاریخچه شکل گیری جهان در اختیار ستاره شناسان و محققان قرار دهد.
