زومیت/ سیاه‌چاله‌ی مشهور M87 همچنان ما را شگفت‌زده می‌کند. بر اساس یافته‌های جدید، سرعت چرخش آن به ۸۰ درصد از حد نظری سرعت کیهانی رسیده است.

سیاه‌چاله‌ غول‌پیکری که در مرکز کهکشان M87 کمین کرده، یک هیولای واقعی است. این سیاه‌چاله به دلیل ابعاد بزرگ و قرارگیری در مجاورت ما در مقیاس کیهانی، هدف نخست ایده‌آلی برای تلسکوپ ایونت هورایزن به شمار می‌رفت. اکنون دانشمندان با نگاهی تازه به همان تصاویر نمادین این تلسکوپ، موفق شده‌اند سرعت چرخش هیولای M87 و میزان ماده‌ای را که می‌بلعد، محاسبه کنند.

یافته‌ها بسیار شگفت‌انگیز هستند. سیاه‌چاله عظیم M87 با جرمی معادل ۶٫۵ میلیارد برابر خورشید، با نرخی در حدود ۸۰ درصد از حداکثر سرعت مجاز یک سیاه‌چاله، درحال چرخش است. برای درک بهتر، باید بدانید که لبه‌ی داخلی دیسک برافزایشی آن با سرعتی حدود ۱۴ درصد سرعت نور حرکت می‌کند؛ یعنی چیزی در حدود ۴۲ میلیون متر بر ثانیه.

پژوهشگران اطلاعات فوق را با مطالعه «نقطه درخشان» در تصاویر اولیه‌ی سیاه‌چاله به دست آوردند. این درخشش نامتقارن فقط پدیده‌‌ای ظاهری نیست، بلکه ناشی از چیزی به نام پرتوافشانی داپلری نسبیتی است. ماده‌ای که در یک سمت دیسک به سمت ما حرکت می‌کند، آن‌قدر سرعت بالایی دارد که از ماده‌ی درحال حرکت در جهت مخالف ما، بسیار درخشان‌تر دیده می شود. با اندازه‌گیری این اختلاف درخشش، دانشمندان توانستند سرعت چرخش سیاه‌چاله را محاسبه کنند.
 
کهکشان مسیه ۸۷، با فوران آبی‌رنگ پلاسما از هسته‌ی کهکشانی‌اش که به‌وضوح دیده می‌شود (تصویر ترکیبی از مشاهدات تلسکوپ فضایی هابل در نور مرئی و فروسرخ).
اما اینجا بخش واقعاً جالب ماجرا شروع می‌شود. پژوهشگران الگوهای میدان مغناطیسی اطراف سیاه‌چاله را نیز بررسی کردند؛ این الگوها مانند نقشه‌ای نشان می‌دهند که ماده چگونه به سمت درون سیاه‌چاله مارپیچ می‌زند. آن‌ها دریافتند که ماده با سرعتی حدود ۷۰ میلیون متر بر ثانیه یا تقریباً ۲۳ درصد سرعت نور به درون سیاه‌چاله سقوط می‌کند.

پژوهشگرها با استفاده از اندازه‌گیری‌های یادشده تخمین زدند که سیاه‌چاله‌ی M87 سالانه چیزی بین ۰٫۰۰۰۰۴ تا ۰٫۴ جرم خورشیدی ماده می‌بلعد. شاید این مقدار زیاد به‌نظر برسد، اما برای چنین سیاه‌چاله‌ی عظیمی، در واقع بسیار مقدار متوسطی است؛ یعنی این سیاه‌چاله در حال حاضر در مرحله‌ای نسبتاً آرام به‌سر می‌برد و زیر آستانه‌ای عمل می‌کند که دانشمندان آن را «حد ادینگتون» می‌نامند.

شاید مهم‌ترین نکته این باشد که انرژی حاصل از تمام این ماده‌ی در حال سقوط، دقیقاً با توان خروجی فوران معروف کهکشان M87 مطابقت دارد؛ یعنی همان پرتو خارق‌العاده‌ای از ذرات که با سرعتی نزدیک به سرعت نور از سیاه‌چاله بیرون می‌زند و هزاران سال نوری امتداد دارد. یافته‌ی پژوهشگران از این ایده پشتیبانی می‌کند که فوران‌های نیرومند سیاه‌چاله‌ای واقعاً به‌وسیله‌ی فرایند تغذیه‌ی سیاه‌چاله، تأمین انرژی می‌شوند.

مطالعه‌ی اخیر گامی بزرگ به‌سوی درک بهتر چگونگی عملکرد سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم محسوب می‌شود. چرخش یا اسپین سیاه‌چاله‌ها با عددی بدون واحد بین صفر تا یک نشان داده می‌شود و برآوردهای قبلی از سرعت چرخش سیاه‌چاله‌ی M87، بین ۰٫۱ تا ۰٫۹۸ متغیر بود؛ اما روش جدید نشان می‌دهد که سرعت چرخش آن قطعاً در انتهای بالای این بازه قرار دارد: حداقل ۰٫۸ و شاید بسیار نزدیک‌تر به حداکثر نظری ممکن یعنی ۰٫۹۹۸.

با آماده‌شدن برای استفاده از تلسکوپ‌ها و تکنیک‌های تصویربرداری پیشرفته‌تر، سیاه‌چاله‌ی کهکشان M87 احتمالاً همچنان به‌عنوان یک آزمایشگاه کیهانی برای سنجش درک ما از گرانش، فضازمان و افراطی‌ترین پدیده‌های فیزیکی در جهان باقی خواهد ماند. هر اندازه‌گیری جدید، ما را یک گام به پاسخ‌دادن به پرسش‌های بنیادین نزدیک‌تر می‌کند: اینکه این هیولاهای کیهانی چگونه کل کهکشان‌ها را شکل می‌دهند و شاید حتی چگونه بر سرنوشت نهایی خود کیهان تأثیر می‌گذارند.