جست‌وجوی سیاهچاله‌های «سرگردان» در کهکشان‌های کوتوله
پیدا کردن سیاهچاله‌های موجود در مرکز کهکشان‌های کوتوله کار دشواری به شمار می‌آید. این دشواری بخشی ناشی از تمایل این سیاهچاله‌ها به «سرگردانی» است؛ یعنی آن‌ها در مرکز کهکشان قرار ندارند. اگرچه تعداد زیادی کهکشان وجود دارد که ممکن است چنین سیاهچاله‌ای در آن‌ها باشد، تا کنون داده‌های کافی برای تأیید وجودشان در دست نیست. مقاله‌ای جدید از می‌گان استرم از دانشگاه ایالتی مونتانا و همکارانش، داده‌های تکمیلی حاصل از چاندرا و هابل را برای مجموعه‌ای شامل ۱۲ کاندیدای احتمالی هسته‌های فعال کهکشانی (AGN) بررسی کرد. آن‌ها تنها توانستند سه مورد را تأیید کنند که نشان از دشواری جداسازی این سرگردانان عظیم دارد.
چرا یافتن سیاهچاله‌ها در مرکز کهکشان‌ها مهم است؟ سیاهچاله‌های اولیه می‌توانستند «بذرهای» یک کهکشان را تشکیل دهند. اما کهکشان‌های بزرگ، مانند راه شیار ما، بارها ادغام شده‌اند؛ این امر تاریخ تکامل سیاهچالهٔ فوق‌جرم در مرکز آن‌ها را مخفی کرده است. در مقابل، کهکشان‌های کوتوله تغییرات کمتری را تجربه کرده‌اند؛ بنابراین سیاهچاله‌های آن‌ها شبیه به آنچه در روزهای نخستین جهان بود، هستند و این به اخترشناسان این امکان را می‌دهد که محدودیت‌های بیشتری بر شکل‌گیری این بذرهای کهکشانی اعمال کنند.
فرآیند سرگردانی آن‌ها نیز جالب است. برخی شبیه‌سازی‌ها برای کهکشان‌های کوتوله پیش‌بینی می‌کنند که تا ۵۰٪ از سیاهچاله‌های مرکزی ممکن است از مرکز آن‌ها جابجا باشند. این وضعیت می‌تواند ناشی از یک ادغام باشد (که حتی در برخی کهکشان‌های کوتولهٔ کوچک‌تر نیز رخ می‌دهد)؛ به این صورت که سیاهچاله به‌صورت گرانشی «پرت» شده و از مرکز خارج می‌شود، یا ممکن است به‌دلیل فرآیند شکل‌گیری خود باشد. این سیاهچاله‌ها ممکن است در ابرهای گازی که از ابتدا در مرکز کهکشان حضور ندارند شکل گرفته باشند؛ سپس گاز و غبار اطراف آن‌ها یا زمان کافی برای سازگاری با نیروی گرانشی ندارند یا در یک رقص گرانشی ناپایدار به‌سر می‌برند که در آن سیاهچاله هرگز به‌صورت واقعی در مرکز کهکشان قرار نمی‌گیرد.
فریزر دربارهٔ بحث پیرامون اینکه آیا سیاهچاله‌های فوق‌جرم یا کهکشان‌هایشان ابتدا به وجود آمده‌اند، سخن می‌گوید.
برای دنبال کردن این غول‌های دست‌نیافتنی، نویسندگان به داده‌های چاندرا و هابل برای ۱۲ کهکشان کوتوله که با استفاده از آرایهٔ بزرگ رادیویی (Very Large Array) شناسایی شده بودند، مراجعه کردند. این کهکشان‌ها از میان ۱۱۱ کهکشان کوتوله، به‌صورت «انتخاب‌شده توسط رادیو» برگزیده شدند؛ زیرا دارای سیگنال‌های رادیویی‌ای بودند که معمولاً نشانگر سیاهچالهٔ در حال جذب ماده است، اگرچه ممکن است این سیگنال‌ها ناشی از شکل‌گیری ستاره‌های عادی نیز باشند. هدف نویسندگان این بود که منبع این سیگنال‌ها را شناسایی کرده و وجود این سیاهچاله‌ها را تأیید یا رد کنند.
از بین این ۱۲ مورد، نویسندگان تنها توانستند سه‌تا را به‌طور کامل تأیید کنند؛ این کار با استفاده از «شواهد چندطیفی» از سیگنال‌های قوی در باندهای رادیویی (VLA)، پرتو ایکس (چاندرا) و نوری (هابل) صورت گرفت، هرچند حتی در این موارد تأیید شده، همه به‌طور یکسان در هر سه باند درخشنده نبودند. یکی (با نام «ID 26» که در فهرست بزرگتری از کاندیداهای AGN طبقه‌بندی شده است) تنها موردی بود که در هر سه باند «درخشان» شناخته شد. مورد دیگر (ID 82) فقط در پرتوهای ایکس به چشم می‌آمد؛ به این معنی که نور نوری آن احتمالاً توسط گاز و گرد و غبار مخفی شده است، هرچند مطالعات دیگر خطوط «کورونالی» تشخیص داده‌اند که نشانگر یک سیاهچالهٔ در حال جذب ماده است. در مقابل، ID 83 در پرتوهای ایکس بسیار درخشنده بود و ویژگی‌های نوری‌اش با وجود یک سیاهچاله سازگاری داشت.
در این مجموعه دو مورد «تقلبی» وجود داشت که در ابتدا به‌نظر می‌رسید می‌توانند AGN باشند؛ اما نویسندگان دلایل دیگری برای روشنایی آن‌ها یافتند. شناسه 64 یک منبع نوری بسیار روشن داشت که از مرکز کهکشان خود فاصله داشت؛ ولی پس از مقایسهٔ جابجایی قرمز (redshift) کهکشان با منبع نوری به‌کمک داده‌های رصدخانهٔ پالومار، دریافتند که منبع نوری در واقع یک کهکشان پس‌زمینه است که با کهکشان کوتولهٔ پیش‌زمینه هم‌راستا شده است. به‌عبارت دیگر، AGN این کهکشان پس‌زمینه به‌نظر می‌رسید که در کهکشان پیش‌زمینه «سرگردان» باشد، اگرچه به‌مراتب زمان‌سازتر و دورتر است.
تعداد کهکشان‌های موجود در جهان هنوز یک پرسش باز است. فریزر نگاهی به مسیر جستجو برای یافتن پاسخ می‌اندازد.
یک هشدار نادرست دیگر، شناسه 92 بود. داده‌های هابل نشان دادند که سیگنال رادیویی نشأت‌گرفته از این کهکشان با یک ناحیهٔ بسیار فعال شکل‌گیری ستاره هم‌راستا است. تجزیه و تحلیل بیشتر داده‌ها به نویسندگان این امکان را داد که نتیجه بگیرند منبع رادیویی احتمالاً از یک «خوشهٔ ستاره‌ای عظیم» آمده است، نه یک AGN.
در ادامه، هنوز ۷ منبع رادیویی دیگر باقی مانده بودند که در باندهای پرتو ایکس یا نوری تشخیص داده نشده‌اند و هیچ توضیح واضحی برای آن‌ها وجود ندارد. فقدان تأیید در علم گاهی موجب پیدایش نظریه‌های جدید می‌شود؛ در این مورد نیز همین‌طور است. نویسندگان بر این باورند که سه‌تا از کاندیداهای «شبح» در حقیقت منابع پس‌زمینه هستند؛ چرا که به‌طور چشمگیری از مراکز کهکشانی خود فاصله دارند. یک شبح خاص (شناسه 65) ممکن است در واقع منبعی از پالس‌سریع رادیویی (FRB) باشد که ریشهٔ آن هنوز مورد بحث است.
این نظریه‌ها تا زمانی که زمان مطالعه‌ای بر روی تلسکوپ قدرتمندتری مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) در دسترس قرار نگیرد، حل نخواهد شد. تصمیم‌گیری دربارهٔ زمان مشاهدات این تلسکوپ در سال پنجم به‌زودی انجام خواهد شد و هنوز واضح نیست که تیم دانشگاه ایالتی مونتانا پیشنهادی برای ردیابی این سرگردانان وهمی ارائه داده‌اند یا خیر. حتی اگر چنین پیشنهادی ارائه نشده باشد، خود مقالهٔ جدید گامی به سوی نزدیک شدن به این ارتباطات جالب با جهان اولیه محسوب می‌شود.
اطلاعات بیشتر:
M. R. Sturm et al – مشاهدات چاندرا و HST از کاندیداهای سیاهچاله‌های عظیم (سرگردان) منتخب رادیویی در کهکشان‌های کوتوله
UT – این سیاهچاله سرگردان مرکز کهکشانی خود را ترک کرده است
UT – یک کهکشان کوتولهٔ نزدیک، سیاهچاله‌ای به‌طرز شگفت‌انگیز عظیم در قلب خود دارد
UT – کهکشان‌های کوتوله ممکن است پاسخ‌های بحث درباره‌ی مادهٔ تاریک را در خود داشته باشند