به گزارش سرویس ترجمه ایمنا، تصاویر گرفته‌شده از حلقه‌های غول‌پیکر با استفاده از اشعه ایکس به شیوه‌ای مشابه با بهره‌گیری از این پرتوها در مطب‌های پزشکی و فرودگاه‌ها، اطلاعاتی درباره غبار واقع در کهکشان فراهم می‌کند. دو رصدخانه پرتو ایکس چاندرا و نیل گرلز سوئیفت (Neil Gehrels Swift) نیز تصویری بی‌نظیر از حلقه‌های غول‌پیکر اطراف سیاه‌چاله‌ای در سیستم دوتایی V404Cygni به دست آورده‌اند که حدود ۷۸۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد و دربردارنده برخی ویژگی‌ها است.
ستاره همدم در سیستم دوتایی V404Cygni تقریباً نصف جرم خورشیدِ زمین را دارد و سیاه‌چاله آن به‌طور فعال مواد موجود در ستاره همراه را به سمت دیسک اطراف جسم نامرئی می‌کشد. این مواد در اشعه ایکس می‌درخشد؛ بنابراین اخترشناسان از این سیستم‌ها به عنوان "دوتایی اشعه ایکس" یاد می‌کنند.
دوتایی اشعه ایکس چیست؟
دوتایی پرتو ایکس که به‌عنوان میکروکوآزار نیز شناخته می‌شود و در طول موج‌های رادیویی قرار دارد، یک سیستم دوتایی نزدیک است که از یک جسم فشرده (ستاره نوترونی و به‌ندرت سیاه‌چاله) و یک ستاره عادی تشکیل شده است که توسط جسم فشرده بلعیده می‌شود.
دوتایی اشعه ایکس از درخشان‌ترین منابع پرتو ایکس در آسمان است. پرتوهای ایکس زمانی تولید می‌شود که مواد ستاره همدم از طریق سرریز روش لوب به یک دیسک برافزایشی یا از طریق برخورد مستقیم باد ستاره‌ای به جسم فشرده به سمت آن جسم کشیده می‌شود.
دوتایی‌های پرتو ایکس که نسخه کوچک‌تری از اختروش‌ها است، عمدتاً در صفحه کهکشانی یافت می‌شود و دارای ویژگی‌های مشترکی ازجمله گسیل رادیویی قوی و متغیر (اغلب به‌صورت یک جفت جت رادیویی) و یک دیسک برافزایشی (که یک جسم فشرده را احاطه می‌کند) با اختروش‌ها است. بااین‌حال برخلاف اختروش‌ها در دوتایی‌های پرتو ایکس، جرم جسم فشرده تنها چند جرم خورشیدی است و جرم برافزایشی در آنها از یک ستاره معمولی می‌آید و قرص برافزایش در ناحیه نوری و پرتو ایکس بسیار درخشان است.
V404Cygni؛ سیاه‌چاله‌ای با حلقه‌های دیدنی
رصدخانه اشعه ایکس چاندرا در اوایل آگوست سال ۲۰۲۱ موفق به گرفتن تصویری بی‌نظیر از سیاه‌چاله‌ای حلقه‌دار شد که در طیف نوری مرئی، مادون قرمز و اشعه ایکس قابل مشاهده بود. این حلقه‌ها نخستین بار در پنجم ژوئن ۲۰۱۵ مشاهده شده بود که شلیک پرتو ایکس به سوی V404Cygni توسط سوئیفت منجر به پدیدار شدن هشت حلقه متحدالمرکز مجزا و پرانرژی طی پدیده‌ای موسوم به پژواک نور شد.
پژواک نوری پدیده‌ای مشابه پژواک صوتی روی زمین است که در آنها به جای بازگشت امواج صوتی، پژواک نور در اطراف شیء ایجاد می‌شود؛ بنابراین حلقه‌های V404Cygni درواقع پژواک‌هایی هستند که در نور مرئی معمولی شنیده یا دیده نمی‌شوند و پرتوهای ایکس از ابرهای گردوغبار میان‌ستاره‌ای موجود بین سیاه‌چاله و زمین پژواک می‌شود که در واقع از ابرهای گردوغباری که کاملاً از سیاه‌چاله جدا شده‌اند، نه دیسک تجمعی گردوغبار موجود در اطراف خود سیاه‌چاله هستند. پژواک‌های نور به‌جای حلقه‌های پهن یا هاله‌ها به صورت حلقه‌های باریک ظاهر می‌شوند زیرا انفجار پرتو ایکس فقط مدت زمان نسبتاً کوتاهی دوام آورد.
پژواک نوری V404Cygni زمانی ایجاد شد که شلیک پرتوهای ایکس سوئیفت به سیستم سیاه‌چاله، از ابرهای گردوغبار موجود میان V404Cygni و زمین منعکس شد. گردوغبار کیهانی مانند غبارهای خانگی نیست بلکه بیشتر شبیه دود بوده و از ذرات ریز و جامد تشکیل شده است. هر یک از حلقه‌های V404Cygni از ابرهای مختلف گردوغبار منعکس شده است.
حلقه‌های مشاهده‌شده توسط اخترشناسان در سال ۲۰۱۵ قابل دیده شدن در نور مرئی نبود به همین دلیل محققان رصدخانه پرتو ایکس چاندرا و رصدخانه نیل گرلز سوئیفت (سوئیفت) در تلاش برای آشکار کردن حلقه‌ها و ایجاد تصویری جدیدتر و کامل‌تر از سال ۲۰۱۵ به گردآوری داده‌های بیشتر پرداختند. انفجار پرتو ایکس V404Cygni بسیار درخشان بود بنابراین تیم تحقیقاتی تصمیم گرفت آن را در بین آشکارسازهای تلسکوپ‌ها قرار دهد تا از وارد آمدن آسیب به ابزارها اجتناب کند.
مطالعه حلقه‌های سیاه‌چاله
تصاویر این‌چنینی نه تنها جالب و دیدنی هستند که اطلاعات مفیدی درباره سیاه‌چاله، ستاره همدم و ابرهای گردوغبار کهکشان در اختیار دانشمندان قرار می‌دهند. حلقه‌های V404Cygni علاوه بر کمک به اخترشناسان در راستای مطالعه رفتار سیاه‌چاله‌ها، اطلاعات جالبی در مورد چشم‌انداز موجود میان این سیستم دوتایی و زمین فراهم می‌آورد.
اخترشناسان می‌توانند با بررسی قطر حلقه‌ها فاصله ابرهای گردو غبار را نسبت به زمین محاسبه کنند. به عبارت دیگر قطر حلقه‌ها در پرتوهای ایکس فواصل زمین تا ابرهای غبار میانی را نشان می‌دهد که نور از آن خارج می‌شود. هرچه حلقه‌ها بزرگ‌تر باشد، ابرهای غبار به زمین نزدیک‌تر هستند.
با مشاهده طیف پرتوهای ایکس اخترشناسان می‌توانند ترکیب غبار موجود در ابرهای گردوغبار و ویژگی‌های این ابرها را نیز تعیین کنند. آنها طیف پرتو ایکس یعنی روشنایی آن در طیف وسیعی از طول موج را با مدل‌های کامپیوتری گردوغبار با ترکیبات مختلف مقایسه کردند. ترکیبات مختلف گردوغبار باعث می‌شود که مقادیر متفاوتی از اشعه ایکس با انرژی کمتر جذب شده و از شناسایی آنها با استفاده از چاندرا جلوگیری شود. به‌این‌ترتیب مقادیر مختلفی از اشعه ایکس اطلاعاتی در مورد ساختار و ترکیب آنها به دست می‌دهد. نتایج بررسی‌های محققان نشان داد که دانه‌های گردوغبار به احتمال زیاد حاوی مخلوطی از گرافیت و سیلیکات است. اخترشناسان همچنین با تجزیه‌وتحلیل حلقه‌های داخلی به کمک چاندرا، دریافتند که تراکم ابرهای غبار در همه جهات یکنواخت نیست که یکی از یافته‌های کلیدی بررسی‌ها محسوب می‌شود.
نظر شما