ماموریتی در جست‌وجوی سیاره‌ها، هیچ سیاه‌چاله‌ای از ماده‌ی تاریک نیافت !

[∆ MeRzaD ∆]

تحلیلِ داده‌های مربوط به هم‌گراییِ گرانشی که از ماموریتِ کپلر به دست آمده، حد‌های تازه‌ای بر روی بازه‌ی جرمیِ مجاز برای سیاه‌چاله‌های ساخته‌شده از ماده‌ی تاریک تعیین می‌کند. بنابر این حدگذاریِ تازه، سیاه‌چاله‌ی ماده‌ی تاریک که جرمِ آن در حدودِ 10-3 برابرِ جرمِ کره‌ی زمین باشد، نمی‌تواند درونِ کهکشانِ راهِ شیری وجود داشته باشد.

ماده‌ی تاریک به چنان معمایی برای ما تبدیل شده که حتی نمی‌دانیم از ذراتِ میکروسکوپی ساخته شده و یا از اجرامِ ماکروسکوپی. اگر ماده‌ی تاریک ساختاری ماکروسکوپی داشته باشد ممکن است از سیاه‌چاله‌های نسبتاً کوچکی تشکیل یافته باشد که در زمانِ کیهانِ آغازین ایجاد شده‌اند. در این صورت باید بتوانیم به کمکِ اثرِ هم‌گراییِ گرانشی برای ستاره‌های پس‌زمینه، یکی از این سیاه‌چاله‌های به اصطلاح نخستین را ببینیم. ماموریتِ کپلر در جست‌وجوی سیاره‌هایی در اندازه‌های کره‌ی زمین است. در تحلیلی تازه از داده‌های این ماموریت، هیچ پدیده‌ای یافت نشده که نشان از هم‌گراییِ گرانشی توسطِ چنین سیاه‌چاله‌هایی باشد. به همین دلیل پژوهش‌گران در Physical Review Letters چنین گزارش کردند که بخشی از بازه‌ی جرمی که پیش از این برای کاندیدهای سیاه‌چاله‌ی ماده‌ی تاریک، مجاز پنداشته می‌شد باید حذف شود.

برای آن‌که کهکشان‌های در حالِ چرخش از هم جدا نپاشند باید دارای جرمِ مشخصی باشند که این مقدار، تابعِ سرعتِ زاویه‌ایِ کهکشان است. اندازه‌گیری‌ها نشان داد که با توجه به اندازه‌ی سرعتِ زاویه‌ای، جرمِ قابلِ مشاهده در کهکشان‌ها کم‌تر از آن مقداری‌ست که برای جلوگیری از فروپاشیِ آن‌ها لازم است. از آن پس بود که ماده‌ی تاریک (ماده‌ای که با روش‌های شناخته‌شده‌ی امروزی هنوز قابلِ مشاهده نیست) به عنوانِ جای‌گزینی برای این‌مقدار جرمِ گم‌شده پیش‌نهاد شد. اما اجزای سازنده‌ی ماده‌ی تاریک و نیز ابعادِ آن‌ها هنوز مشخص نیست. سیاه‌چاله‌های نخستین از دلِ مدل‌های قطعی برای کیهانِ آغازین بیرون می‌آیند و مقدارِ جرمِ مجاز برای آن‌ها بازه‌ای گسترده است. اما بنابر داده‌های اخترفیزیکی مقادیرِ معینی از این بازه‌ی جرمیِ مجاز برای سیاه‌چاله‌ها، پیش‌تر برای ماده‌ی تاریک غیرِ ممکن اعلام شده بود. هم‌اینک بازه‌ی جرمیِ مجاز برای سیاه‌چاله‌های نخستین بینِ 10-2 و 10-7 برابرِ جرمِ زمین است.

هم‌اکنون کیم گریِست (Kim Griest) از دانش‌گاهِ کالیفرنیا، سن دیگو، به همراهِ هم‌کارانش با به‌کارگیریِ رصد‌های انجام‌شده در ماموریتِ کپلر، این بازه‌ی جرمیِ مجاز را باز هم کاهش داده‌اند. ماهواره‌ی کپلر برای مدتِ چهار سال، نزدیک به 150000 ستاره را در فاصله‌ی تقریبی 3 سالِ نوری از زمین، مشاهده می‌کرد. اگر یکی از این سیاه‌چاله‌های نخستین از برابرِ یکی از این ستاره‌ها می‌گذشت، به دلیلِ پدیده‌ی هم‌گراییِ گرانشی، این ستاره به طورِ موقت درخشان‌تر به نظر می‌رسید. گریست و هم‌کارانش داده‌های در دست‌رسِ کپلر را به دقت وارسی کرده و هیچ پدیده‌ای را نیافتند که با سنجه‌های هم‌گراییِ گرانشیِ موردِ نظرِ آن‌ها هم‌خوانی داشته باشد. این به این معناست که در کهکشانِ راهِ شیری، سیاه‌چاله‌هایی با اندازه‌ی کره‌ی ماه (جرمِ تقریبیِ 10-3 برابرِ جرمِ زمین) که تماماً از ماده‌ی تاریک تشکیل شده باشند، نمی‌تواند وجود داشته باشد.