یک گروه بین المللی از ستاره شناسان ژاپنی، هلندی و آمریکایی با استفاده از سریعترین رایانه ی جهان، موسوم به GRAPE-6، مراحل تشکیل یک سیاهچاله با صدها برابر جرم خورشید را در یک خوشه ی ستاره ای در کهکشان M82 شبیه سازی کردند.
رصدهایی که اخیرا توسط تلسکوپ فضایی پرتو ایکس «چاندرا» انجام شده است نشانگر وجود یک منبع نورانی غیر عادی در خوشه ی ستاره ای MGG-11 در کهکشان M82 است. ویژگی های این منبع پرتو ایکس نشان می دهد که این منبع، در واقع یک سیاهچاله با جرمی بین 800 تا 3000 برابر جرم خورشید است.
بدین ترتیب، این سیاهچاله بین رده ی سیاهچاله های نسبتا کوچک کهکشان راه شیری و سیاهچاله های ابرجرم یافته شده در هسته ی کهکشانها قرار می گیرد. سیاهچاله های نسبتا کوچک که به «سیاهچاله های با جرم ستاره ای» نیز معروف هستند، تنها چند برابر خورشید جرم دارند، در حالیکه جرم سیاهچاله ی مرکز کهکشان راه شیری، چند میلیون برابر جرم خورشید است!
|
|
در تصویر پرتو ایکس تلسکوپ «چاندرا» از کهکشان M82، چند خوشه ی ستاره ای دیده می شود. نورانی ترین منبع پرتو ایکس در مرکز تصویر قرار دارد.
تصویر بزرگ شده ی دو خوشه ی ستاره ای MGG-9 و MGG-11 که با مربع مشخص شده اند، در طیف فروسرخ گرفته شده است.
|
|
یک گروه بین المللی از محققان اخیرا با استفاده از سریع ترین رایانه ی جهان، موسوم به سامانه ی GRAPE-6 واقع در ژاپن، به شبیه سازی خوشه های ستاره ای شبیه خوشه ی ستاره ای MGG-11 در کهکشان M82 پرداخت.
این گروه دو برنامه ی رایانه ای مستقل را بر روی سامانه ی GRAPE-6 اجرا کرد که نتایج یکسانی را به بار آورد. داده های ورودی این شبیه سازی، حاصل رصدهای انجام شده توسط تلسکوپ فضایی هابل و تلسکوپهای «کِک» و «سوبارو» بود.
با شبیه سازی دقیق و ستاره به ستاره ی انجام شده توسط رایانه ی GRAPE-6، بهترین مدل ممکن برای یک خوشه ی ستاره ای ساخته شد و برای اولین بار محققان توانستند مراحل تحول خوشه های ستاره ای جوان و چگال دارای 600 هزار ستاره و همچنین مسیر مداری و تحول هر یک از ستارگان عضو خوشه ی ستاره ای را بطور جداگانه محاسبه کنند.
این گروه تحقیقاتی توانست ویژگی های مشاهده شده در خوشه ی ستاره ای MGG-11 را توسط رایانه ی GRAPE-6 بازتولید کند. بنابر نتایج نهایی این شبیه سازی، این خوشه ی ستاره ای باید دارای یک سیاهچاله با جرم بین 800 تا 3000 برابر جرم خورشید باشد!
این سیاهچاله در مدت 4 میلیون سال، یعنی در مرحله ی اولیه ی تحول خوشه ی ستاره ای تولید می شود. در این مرحله، تعداد ستارگان ناحیه ی مرکزی خوشه ی ستاره ای آنقدر زیاد می شود که برخورد فیزیکی فراوانی بین آنها رخ می دهد. چنانچه چگالی این ستارگان، بیش از یک میلیون برابر چگالی همسایگان خورشید شود، برخورد ستارگان با یکدیگر در مراحل بعدی تحول خوشه ی ستاره ای با شدت بسیار بیشتری ادامه می یابد.
در مرکز فوق چگال خوشه ی ستاره ای، در اثر برخورد متناوب ستارگان با یکدیگر، ستاره ای با جرم فراوان شروع به رشد می کند. پس از اتمام سوخت مرکزی این ستاره، ساختار کلی آن در هم فرو می ریزد و سیاهچاله ای با جرم حدود 1000 برابر خورشید تشکیل می شود.
این شبیه سازی رایانه ای نشان می دهد که خوشه ی ستاره ای که یک منبع پرتو ایکس در آن وجود داشته باشد، دارای ویژگی هایی است که امکان تشکیل یک سیاهچاله با جرم 800 تا 3000 برابر خورشید را در مدت زمان بسیار اندکی فراهم می کند. محاسبات صورت گرفته دراین شبیه سازی نشان می دهد که در خوشه ی ستاره ای MGG-11 در کهکشان M82 که یک منبع پرتو ایکس نیز در آن قرار گرفته است، امکان تشکیل یک سیاهچاله با جرم بین 800 تا 3000 برابر جرم خورشید در فاصله ی زمانی بسیار اندک وجود دارد.
این شبیه سازی توسط یک گروه مشترک از دانشمندان دانشگاه آمستردام هلند، دانشگاه توکیوی ژاپن، موسسه ی مطالعات پیشرفته در پرینستون ایالت نیوجرسی و دانشگاه درکسل ایالت فیلادلفیای آمریکا انجام شده و مشروح گزارش آن در شماره ی 15 آوریل 2004 (27 فروردین 1383) نشریه ی Nature منتشر شده است.