ستاره‌شناس‌ها سیاه‌چاله‌ای کمیاب از نوع «حلقه گمشده» را کشف کردند که درست در مرکز کهکشان راه شیری مخفی شده است.

خوشه‌ی ستاره‌ای IRS 13 مدت‌ها ذهن ستاره‌شناس‌ها را به خود مشغول کرده بود. این خوشه از قلب راه شیری که میزبان سیاه‌چاله کلان‌جرم کمان ای* است، فقط یک‌دهم سال نوری فاصله دارد. مجاورت خوشه با کشش گرانشی قدرتمند سیاه‌چاله‌ای عظیم به این معنی است که قاعدتا نباید چندان ساختارمند باشد.

با این‌حال پژوهشگرها پس از بررسی‌های بیشتر متوجه شدند که ستاره‌های کلان‌جرم و داغ خوشه‌ی یادشده بر اساس الگویی منظم حرکت می‌کنند. یافته‌های آن‌ها که ۱۸ ژوئیه در مجله‌ی اخترفیزیک منتشر شد، بیان می‌کند که ستاره‌ها تحت کنترل سیاه‌چاله‌ای اسرارآمیز قرار دارند که با کمان ای* برهم‌کنش دارد. به گفته‌ی فلوریان پیسکر، ستاره‌شناس دانشگاه کلن آلمان:

این خوشه‌ی ستاره‌ای شگفت‌انگیز جامعه‌ی علمی را از زمان کشف خود در حدود ۲۰ سال گذشته، حیرت‌زده کرده است. در ابتدا تصور می‌شد این خوشه ستاره‌ای بسیار سنگین باشد. با این‌حال با دستیابی به داده‌های دقیق‌تر می‌توان ترکیب اجزای سازنده‌ی آن را با سیاه‌چاله‌ای دارای جرم متوسط در مرکز منطبق دانست.

سیاه‌چاله‌ها حاصل فروپاشی ستاره‌های عظیم هستند و با بلعیدن گاز، غبار، ستاره‌ها و سیاه‌چاله‌های دیگر رشد می‌کنند. در حال حاضر سیاه‌چاله‌های شناخته‌شده در دو گروه قرار می‌گیرند: سیاه‌چاله‌های جرم ستاره‌ای که از چند تا چندده برابر جرم خورشید متغیر هستند و سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم یا غول‌های کیهانی که از چند میلیون تا ۵۰ میلیارد برابر جرم خورشید تشکیل شده‌اند.

با این‌حال سیاه‌چاله‌های جرم متوسط که دارای ۱۰۰ الی ۱۰۰ هزار جرم خورشیدی هستند، از اسرارآمیزترین سیاه‌چاله‌های جهان به شمار می‌روند. با اینکه دانشمندان شواهدی را از کاندیدهای احتمالی برای این سیاه‌چاله‌ها رصد‌ کرده‌اند، تاکنون کشف هیچ سیاه‌چاله‌ای با جرم متوسط به‌طور قطعی تأیید نشده است.

ویژگی‌های یادشده دانشمندان را گیج کرده‌اند. اگر سیاه‌چاله‌ها با پرخوری بی‌انتها از ابعاد ستاره‌ای به ابعاد کلان‌جرم برسند، نبود شواهد از مراحل نوجوانی ستاره‌ها نشان‌دهنده‌ی خلأ بزرگی در درک ما از این غول‌های کیهانی است.

ستاره‌شناس‌ها برای بررسی ساختار IRS 13 از تلسکوپ وی‌ال‌تی، آرایه‌ی میلی‌متری/زیرمیلی‌متر بزرگ آتاکاما و تلسکوپ فضایی پرتوی ایکس چاندرا استفاده کردند و داده‌های به‌دست‌آمده را وارد یک مدل ریاضی از خوشه‌ی ستاره‌ای کردند.

حرکت ستاره‌ها به فضایی ظاهرا خالی در مرکز خوشه اشاره دارد، اما با بررسی بیشتر مشخص شد که پرتوهای ایکس از یک حلقه‌ی گاز یونیزه منتشر می‌شوند. این حلقه مدرکی شفاف از وجود قرص برافزایشی سیاه‌چاله است. محاسبه‌های مداری نیز نشان داد که این سیاه‌چاله ۳۰ هزار برابر خورشید جرم دارد که در دسته‌ی سیاه‌چاله‌های متوسط قرار می‌گیرد.

با وجود داده‌های موجود از سیاه‌چاله یادشده، ستاره‌شناس‌ها به دنبال رصدهای بیشتری با تلسکوپ فضایی جیمز وب و تلسکوپ فوق‌العاده بزرگ اروپایی (این تلسکوپ قرار است در صحرای آتاکامای شیلی ساخته شود) هستند. این رصدها نه‌تنها رفتار عجیب خوشه‌ی ستاره‌ای IRS 13 را آشکار می‌کند، بلکه دیدگاه‌هایی را درباره‌ی رازهای کلیدی عملکرد سیاه‌چاله‌های کوچک و همتایان غول‌پیکر آن‌ها ارائه می‌دهند.