۶ اردیبهشت ۱۴۰۰ - ۱۱:۵۶
درون سیاه‌چاله‌ها چه می‌گذرد؟ 

اخترشناسان ناسا موفق شدند به کمک تصویر ارسالی از سیاه‌چاله مرکز مسیه ۸۷ و سایه آن، دلیل اتفاقاتی را که در مرز سیاه‌چاله‌ها موسوم به افق رویداد، رخ می‌دهد توضیح دهند.

به گزارش سرویس ترجمه ایمنا، دهم آوریل سال ۲۰۱۹، زمانی برای ثبت شاهکاری تاریخی توسط تلسکوپ افق رویداد (EHT) بود. در این روز برای اولین بار تصویری از یک سیاه‌چاله و سایه آن به ثبت رسید؛ تصویری خیره‌ کننده از سیاه‌چاله‌ای بزرگ که ۶.۵ میلیارد برابر جرم خورشید است و در مرکز مسیه ۸۷ (M87)، یک کهکشان نوری با ۵۵ میلیون سال نوری از زمین قرار دارد.

سیاه‌چاله، ناحیه‌ای بسیار متراکم است که هیچ نور و در اصل هیچ ذره‌ای نمی‌تواند از میدان گرانشی قدرتمند آن فرار کند و هر چیزی که از مرزهای آن، موسوم به افق رویداد عبور کند به دلیل جاذبه قوی هرگز باز نخواهد گشت. به لحاظ ماهیت، سیاه‌چاله‌ها دیده نمی‌شوند اما دیسک داغ و درخشان که آن‌ها را احاطه کرده به خوبی نمایان است. بدین ترتیب این گونه به نظر می‌رسد که در پس‌زمینه‌ای روشن همچون این دیسک درخشان، سیاه‌چاله‌ها سایه‌ای ایجاد می‌کنند. سال‌ها پیش اخترشناسان بر این باور بودند که تصویربرداری از چنین ناحیه‌ای نیازمند یک تلسکوپ فضایی بسیار بزرگ، شاید به بزرگی کره زمین است که البته این ایده با تعبیه تلسکوپ‌های رادیویی در سراسر جهان توسط تیم اسکوپ افق رویداد محقق شد.

تلسکوپ افق رویداد، یک شبکه همکاری بین‌المللی تلسکوپ‌های رادیویی با پشتیبانی بنیاد علوم ملی ایالات‌ متحده‌ آمریکا است و ترکیبی از اطلاعات چندین ایستگاه بین‌المللی را ارائه می‌دهد. رصدخانه‌های رادیویی متعدد EHT که در سرتاسر کره زمین تعبیه شده، همگی به طور هم زمان در حالت فعالیت بوده و تلسکوپی مجازی به بزرگی کره زمین، با رزولوشن و حساسیت بالا را به وجود آورده‌اند. این گروه تحقیقاتی سرانجام موفق شدند که دهم آوریل سال ۲۰۱۹، تصویری مستقیم از سیاه‌چاله عظیم موجود در مرکز کهکشان مسیه ۸۷ و سایه آن ثبت کنند که موفقیتی چشمگیر توسط تیم EHT محسوب می‌شود. برای دریافت تصویر این سایه، هشت تلسکوپ رادیویی زمینی در سراسر کره زمین به طور هم زمان فعالیت داشتند.

درون سیاه‌چاله‌ها چه می‌گذرد؟ 

به منظور تکمیل یافته‌های EHT، چندین فضاپیمای ناسا به عنوان بخشی از یک همکاری گسترده و با هماهنگی گروه‌های حرفه‌ای، از طول موج‌های مختلف نور نیز برای مشاهده این سیاه‌چاله استفاده کردند. در این همکاری رصدخانه اشعه ایکس چاندرا، آرایه تلسکوپ طیف‌سنجی هسته‌ای (NuSTAR) و مأموریت‌های تلسکوپ فضایی رصدخانه نیل گرلز سوئیفت مشارکت داشتند و همگی با انواع مختلف اشعه ایکس، هماهنگ بوده و تمامی توجهات خود را به طور همزمان به سمت سیاه‌چاله M87 معطوف کردند. تلسکوپ فضایی اشعه گامای Fermi ناسا نیز در هنگام دریافت داده‌های EHT، به طور هم زمان در حال مشاهده تغییرات نور اشعه گاما از M87 بود.

این همکاری باعث شد آنها بتوانند نمایی جدید از جرم عظیم موجود در مرکز کهکشان M87 به دست آورند. پس از تصویربرداری از سیاه‌چاله موجود در این کهکشان که ساختاری حلقه‌مانند با یک منطقه مرکزی تاریک به‌عنوان سایه سیاه‌چاله را به تصویر می‌کشید، تحقیقات عمیق‌تری در زمینه داده‌های مربوط به ابرجرم‌های موجود در قلب M87 که در سال ۲۰۱۷ گردآوری شده بود انجام شد و اخترشناسان دریافتند که بخش قابل توجهی از نور اطراف سیاه‌چاله M87، قطبیده شده است (نوری که ارتعاش آن در یک امتداد باشد).

این نخستین باری است که اخترشناسان قادر به اندازه‌گیری پراکندگی نور (اثراتی از میدان‌های مغناطیسی) در نزدیکی لبه‌های یک سیاه‌چاله هستند که مشاهداتی کلیدی در توضیح چگونگی توانایی M87 در پرتاب جت‌های پرانرژی از هسته خود به حساب می‌آید. یافته‌های به دست آمده اطلاعات مفیدی درباره نحوه رفتار میدان‌های مغناطیسی در اطراف سیاه‌چاله‌ها و این که چگونه فعالیت در این منطقه بسیار فشرده از فضا می‌تواند جت‌های قدرتمندی را پرتاب کند که بسیار فراتر از کهکشان قرار گرفته‌اند فراهم می‌کند.

درون سیاه‌چاله‌ها چه می‌گذرد؟ 

جت‌های درخشان انرژی و ماده که از هسته M87 خارج می‌شوند و حداقل تا پنج‌هزار سال نوری از مرکز آن امتداد دارند، از مرموزترین و پرانرژی‌ترین مشخصه‌های کهکشان به حساب می‌آیند. محققان به‌منظور درک بهتر آن‌ها به مطالعه رفتار مواد موجود در نزدیکی سیاه‌چاله‌ها روی آورده‌اند البته هنوز به طور دقیق مشخص نیست که چگونه جت‌های بزرگ‌تر از خود کهکشان از ناحیه مرکزی آن پرتاب می‌شوند یا این که مواد دقیقاً چگونه به درون سیاه‌چاله سقوط می‌کنند. با این حال تصویر به دست آمده توسط EHT برای اولین بار امکان مشاهده منطقه‌ای در خارج از سیاه‌چاله، جایی که تعامل بین‌ماده‌ای در آن جریان دارد و از آن خارج می‌شود را فراهم آورد.

این امر نقطه عطفی برای درک فلسفه طبیعی موجود در ورای تصویری است که در سال ۲۰۱۹ گرفته شد، چرا که قطبش یا پراکندگی نور به اخترشناسان اجازه می‌دهد تا خطوط میدان مغناطیسی موجود در لبه داخلی سیاه‌چاله را ترسیم کنند. زمانی که نور از فیلترهای خاصی عبور می‌کند یا هنگام قرارگیری در مناطق گرم فضا که مغناطیسی می‌شوند، قطبیده شده و اخترشناسان می‌توانند با مشاهده چگونگی قطبیده شدن نوری که از آنجا به وجود می‌آید دید واضح‌تری از مناطق اطراف سیاه‌چاله‌ها به دست آورند.

این مشاهدات اطلاعات جدیدی در مورد ساختار میدان‌های مغناطیسی موجود در خارج از سیاه‌چاله فراهم می‌کند. تیم تحقیق دریافتند که فقط مدل‌های علمی دارای گاز قوی مغناطیسی می‌توانند آنچه را که در افق رویداد (مرز سیاه‌چاله) رخ می‌دهد توضیح دهند. مشاهدات حاکی است که میدان‌های مغناطیسی در لبه سیاه‌چاله به اندازه کافی قوی هستند تا گازهای داغ را به عقب برانند و به آنها کمک کنند تا در برابر نیروی جاذبه مقاومت کنند بنابراین فقط گازی که از این میدان‌ها عبور کند، می‌تواند به مسیری مارپیچی به درون افق رویداد وارد شود.

نتایج این بررسی در The Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.

کد خبر 486523

برچسب‌ها

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.