سیاهچاله‌ها پس از بلعیدن تمامی مواد اطرافشان، بخشی از آن‌ها را پس می‌زنند

اینگونه نیست که گمان کنیم سیاه‌چاله‌ها در محل مشخصی از کیهان واقع می‌شوند و به‌طور دائم تمامی اجرام و پدیده‌های موجود در پیرامون خود را می‌بلعند. مواد نزدیک به آن‌ها در نهایت به اتمام می‌رسد و سیاه‌چاله‌ها به ثبات می‌رسند و تا زمانی که توده‌ای از گازها از کنار آن‌ها عبور نکند، به‌همین شکل می‌مانند.

در ادامه یک سیاهچاله دوباره سقوط می‌کند و جریان عظیمی از ذرات را بیرون می‌دهد. اکنون دانشمندان موفق به ثبت تصویری از این فرایند پس‌زدگی در سیاهچاله‌ها شده‌اند؛ نه فقط یک بار، بلکه دو بار. دو فرایند پس‌زدگی که در طول ۱۰۰ هزار سال رخ می‌دهد، این نکته را تأیید می‌کند که سیاهچاله‌های بسیار سنگین وارد یک چرخه‌ی خواب طولانی یا حالت هایبرنیت و به‌دنبال آن دوره‌ی فعالیت مجدد می‌شوند.

البته واژه‌ی خواب شاید ما را به یاد فرایند خواب زمستانی حیوانات بیاندازد؛ اما نباید این دو اتفاق را چندان شبیه به هم بدانیم؛ چرا که سیاهچاله‌ها زنده نیستند و احساسات ندارند. اما این تشبیه می‌تواند برای سیاهچاله‌هایی که مواد پیرامون خود را می‌بلعند و آن را با گرانش فوق‌العاده‌ی خود جذب می‌کنند، به‌اندازه‌ی کافی مناسب باشد.

حتی اگر همه‌ی ما در ذهنمان چنان نقش بسته باشد که سیاه‌چاله‌ها هیچ چیز بلعیده‌شده‌ای را پس نمی‌دهند؛ باز هم نباید از این نکته‌ی کنجکاوکننده چشم بپوشیم که آن‌ها همه‌ی چیزهایی را که بلعیده‌اند، تا ابد در خود نگه نمی‌دارند. سیاه‌چاله‌ها وقتی موادی مانند گازها یا ستاره‌ها را جذب می‌کنند، در همان حین یک جریان خروجی قوی از ذرات انرژی با بالا از محل‌های نزدیک به افق رویداد تولید می‌کنند؛ اما این جریان به فراتر از نقطه‌ی بازگشت نمی‌رسد. جولی کامرفورد، یکی از ستاره‌شناسان دانشگاه کلرادو بولدر، می‌گوید:

سیاهچاله‌ها بلعندگان حریصی هستند؛ با این حال به نظر می‌رسد زمان‌بندی‌ چندان خوبی ندارند. ما نمونه‌های بسیاری از سیاهچاله‌هایی در ذهن داریم که پس‌زدگی‌هایی واحد و جزئی داشته‌اند؛ اما اکنون کهکشانی را کشف کرده‌ایم که دارای سیاهچاله‌ای عظیم، با نه‌تنها یک حفره، بلکه دو حفره است.

سیاهچاله‌ی مورد نظر دانشمندان در مرکز کهکشانی به‌نام SDSS J1354 + 1327 یا به‌اختصار J1354 واقع است. این محل حدود ۸۰۰ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد و در داده‌های چاندرا به‌عنوان یک نقطه‌ی بسیار روشن از انتشار اشعه‌ی ایکس ثبت شده است. جرم آن به‌مقدار میلیون‌ها یا میلیاردها برابر جرم خورشید خودمان برآورد می‌شود.

تیم پژوهشی داده‌های رادیویی اشعه‌ی ایکس چاندرا را با داده‌های به‌دست‌آمده از طریق نور مرئی با تلسکوپ فضایی هابل مقایسه کرد و دریافت که سیاهچاله‌ها توسط ابرهای ضخیمی از گردوغبار احاطه شده‌اند. کامرفورد می‌گوید:

ما مشاهده می‌کنیم که این جرم کیهانی می‌بلعد، پس می‌دهد و در ادامه به خواب می‌رود و پس از آن یک بار دیگر می‌بلعد و موادی را از خود پس می‌دهد. این همان روندی است که از نظر تئوری پیش‌بینی شده. خوشبختانه ما توانستیم این کهکشان را در زمانی مشاهده کنیم که شواهدی از وقوع هر دو فرایند فوق در آن وجود داشت.

این شواهد شامل دو حباب در فضای گازی است که یکی در بالا و دیگری در بخش پایین سیاهچاله قرار دارد و ذرات را پس از یک فرآیند بلعیده شدن، به بیرون پس می‌دهند. آن‌ها توانستند وضعیت دو حباب را در زمان‌های مختلف اندازه‌گیری کنند.

حباب جنوبی به‌میزان ۳۰ هزار سال نوری از مرکز کهکشان گسترش یافته است و حباب شمالی تنها از ۳ هزار سال نوری از مرکز کهکشانی فاصله دارد. اینها با عنوان حباب‌های فرمی شناخته می‌شوند و معمولا پس از رویداد بلعیدگی توسط سیاه‌چاله مشاهده می‌شوند. گروه پژوهشی از سرعت حرکت این حباب‌ها، توانست پی ببرد که رخداد آن‌ها در حدود ۱۰۰ هزار سال از هم فاصله داشته است.

پرسش این است که بلعیدن چه پدیده‌‌ای منجر می‌شود تا سیاهچاله در طی این مدت طولانی دستخوش چنین روندی شود؟ یک کهکشان دیگر. کهکشانی به کهکشان J1354 توسط جریان‌های ستاره‌ای و گازها به‌دلیل برخورد بین این دو متصل است. توده‌ای از مواد این کهکشان دوم است که به سمت سیاهچاله هدایت شده و در نهایت بلعیده شده است. ربکا نین، دانشجوی دوره‌ی دکترا، می‌گوید:

این کهکشان واقعا ما را غافلگیر کرده است. ما توانستیم نشان بدهیم که گاز بخش‌های شمالی کهکشان با یک لبه‌ی پیشرو از موج ضربه‌ای مطابقت دارد و گاز بخش جنوبی آن با خروج جریان قدیمی‌تر از سیاهچاله منطبق است.

کهکشان راه شیری هم دارای حباب‌های فرمی است که همین رویداد بلعیده شدن را توسط سیاهچاله‌ی *Sagittarius A (سیاهچاله‌ی واقع در مرکز آن) صورت می‌دهد. ستاره شناسان معتقدند همانطور که سیاهچاله‌ی J1354 تغذیه می‌شود، به خواب می‌رود و سپس دوباره تغذیه می‌شود، *Sagittarius A هم دچار این روند بیداری پس از دوره‌ی غیر فعالی خواهد شد.

این تحقیق در جلسه‌ی ۲۳۱ ام انجمن نجوم آمریکا ارائه و در نشریه‌یAstrophysical Journal منتشر شده است.