راز تاریکی که سیاهچاله ها را فراگرفته! - تور کیش

تینا مزدکی- معمای این که چگونه سیاهچاله ها می توانند انرژی خود را به محیط اطراف خود پراکنده کند، تقریباً 50 سال است که دانشمندان را درگیر نموده است. اما ممکن است گروهی از محققان به تازگی پاسخ این معمای کیهانی را در انرژی ای که یکی از هیولاترین سیاهچاله های دنیا که به خوبی مطالعه شده است، به بیرون پرتاب می نماید، یافته باشند.

به طور کلی تصور می گردد که هیچ چیز، حتی نور، نمی تواند از کشش گرانشی شدید سیاهچاله فرار کند، اما این کاملاً درست نیست. از اواخر دهه 1970، دانشمندان این نظریه را مطرح کردند که وقتی یک سیاه چاله با سرعت بسیار زیاد می چرخد، می تواند انرژی دورانی خود را به شکل جت های انرژی بزرگی که عمود بر افق رویداد سیاه چاله پرتاب می نمایند، از دست بدهد، یا به شکل مرزی که هیچ چیز فراتر از آن نمی تواند خارج گردد؛ البته ممکن است این انرژی بزرگ به وسیله پیچش گرانشی پیچیده از سیاهچاله ها فرار کند، اما این یک مسیر کاملا فرق دارد.

تصویری از تلسکوپ هابل از یکی از جت های انرژی که از کهکشان M87 پرتاب می گردد.

با این حال، علیرغم شناسایی چندین بار این جت های انرژی و حتی عکس برداری از آنها، دانشمندان مطمئن نیستند که چگونه انرژی بین سیاهچاله های در حال چرخش و جریان های سوپرشارژ آن ها منتقل می گردد. برای حل این مشکل، محققان دانشگاه پرینستون توجه خود را به سیاهچاله M87 ، سیاهچاله ای بسیار پرجرم با جرم معادل 6.5 میلیارد خورشید در قلب کهکشان بزرگ مسیه 87، که در فاصله 53 میلیون سال نوری از زمین قرار گرفته است، معطوف نموده اند.

M87 یکی از سیاهچاله هایی است که در کیهان به خوبی مطالعه شده است. در سال 2019، M87 اولین سیاهچاله ای بود که مستقیماً از آن عکس برداری شد و در آوریل سال جاری، دانشمندان بعلاوه تصویری از جت های انرژی در حال شکل گیری در اطراف غارنورد کیهانی را برای اولین بار ثبت کردند. در ماه سپتامبر، محققان بعلاوه چرخش M87 را پس از مشاهده تکان خوردن آن بر روی محور خود، که اولین باری است که چرخش یک سیاهچاله تایید می گردد، به دقت میزان گیری کردند.

تصویر از M87 که در آوریل منتشر شد، اولین تصویر از جت های انرژی است که از یک سیاهچاله دور می شوند.

تیم محققان در مطالعه نو خود بر روی جت های انرژی M87 تمرکز کردند تا چگونگی شکل گیری آنها را ببینند. این جت های انرژی اساساً مانند شمشیرهای نوری جدی به طول میلیون ها سال نوری هستند که می توانند تا حدود 10 برابر کهکشان راه شیری توسعه پیدا نمایند و مقادیر واقعاً دیوانه نماینده انرژی آزاد نمایند.

اما چگونه تمام انرژی از سیاهچاله رانده می گردد؟

این تیم دریافتند که در نتیجه چرخش M87 با کشیدن خطوط میدان مغناطیسی مارپیچی که به وسیله دیسک های برافزایشی ایجاد می شوند، حلقه های چرخشی پلاسمای فوق گرم که افق رویداد را احاطه نموده اند، کند می گردد و سیاه چاله را قطع می نماید. با کاهش سرعت چرخش سیاهچاله، انرژی اضافی در پرتوها آزاد می گردد.

در حالی که این موضوع قبلا پیش بینی شده بود، برای اولین بار، محققان به طور دقیق چگونگی پیچش این خطوط نامرئی را با استفاده از مدل های رایانه ای نو بر اساس داده های جمع آوری شده به وسیله تلسکوپ افق رویداد ترسیم کردند.

تصویر میدان گسترده ای از کهکشان مسیه 87 با تصویر بزرگ نمایی شده از جت های انرژی که از کهکشان خارج می شوند (مربع بالا) و اولین تصویر تلسکوپ افق رویداد از سیاهچاله فوق پرجرم M87 (مربع پایین).

این یافته ها بعلاوه نشان می دهد که هر سیاهچاله ممکن است به این ترتیب انرژی خود را از دست ندهد. این تیم نشان داد که جهت میدان های مغناطیسی مارپیچی معین می نماید که جت های انرژی به کدام سمت راهنمایی گردد. محققان دریافتند که اگر میدان های اطراف سیاه چاله دیگری در جهت مخالف مارپیچی شوند، آنگاه انرژی به افق رویداد فرستاده می گردد و به وسیله آن سیاه چاله بلعیده می گردد.

میمون های فضانورد ایرانی تشکیل خانواده دادند

خداحافظی با مریخ/ سیاره سرخ از آسمان ناپدید شد/ عکس

با این حال، اگرچه مدل نو به خوبی با مشاهدات جت ها مطابقت دارد، تیم نمی تواند رد کند که چیز دیگری، مانند منبع ناشناخته دیگری از پلاسمای دوار، ممکن است پرتوها را تغذیه کند. بنابراین در حال حاضر، این معما از نظر فنی حل نشده به جای مانده است.

محققان بر این باورند که به احتمال زیاد سیاهچاله به جت نیرو می دهد، اما هنوز نمی توان آن را ثابت کرد. با این حال، این تیم امیدوار است که مشاهدات آینده به وسیله تلسکوپ های نسل بعدی بتواند به اثبات یافته های آنها بدون هیچ تردیدی یاری کند.

منبع: livescience

227231