ویاتک | اخبار حوزه دانش، فناوری و تکنولوژی به همراه مطالب علمی جذاب

یک سیاه‌چاله خفته که ستاره سرگردانی را بلعید اکنون اشعه‌ی اکس ساطع می‌کند

+
black-hole-x-ray-burst

حدوداً ۹۰ درصد سیاه‌چاله‌های بزرگ شناخته شده در جهان، در حالت خفته به سر می‌برند. خفته بودن سیاه‌چاله‌ها به این معناست که آن‌ها هیچ ماده‌ای را نمی‌بلعند و در نتیجه هیچ نور و یا تشعشعی ندارند و در اطراف آن‌ها چیزی نیست. این سیاه‌چاله‌ها در تاریکی مطلق به سر می‌برند و اگر ثابت باشند قابل مشاهده نخواهند بود. اما گاهی اوقات پیش می‌آید که یک ستاره سرگردان از نزدیکی این سیاه‌چاله‌ها عبور می‌کند و ناگهان سیاه‌چاله‌ آن ستاره را به سمت خود می‌کشد و به دلیل نیروی کششی فوق‌العاده قدرتمندی که دارد، ستاره را می‌بلعد. این پدیده که اختلال جزر و مدی نامیده می‌شود، یک آتش بازی بسیار زیبا را به راه می‌اندازد.

ستاره شناسانی از دانشگاه مریلند و دانشگاه میشیگان برای اولین بار اسنادی مربوط به اشعه اکس این سیاه چاله را منتشر کرده‌اند که به دلیل فروپاشی ستاره به درون سیاه چاله به وجود می‌آیند و در درون سیاه چاله جرقه می‌زنند و نورشان به اطراف پخش می‌شود. این جرقه‌های اشعه اکس در پشت دیواره‌ای از جنس ابرهای پُف که همان صفحه گردان اطراف سیاه چاله را تشکیل می‌دهند، رخ می‌دهند. تمامی این پدیده‌ها به دلیل اختلاف جزر و مدی سیاه‌چاله هستند. محققان با استفاده از این داده‌ها توانسته‌اند شکل و نوع فعالیت این صفحه (دیسک) که در اطراف سیاه چاله Swift J1644+57 است را تشخیص دهند.

xrayechoesof

این برای اولین بار است که یک چنین مشاهدات دقیقی از یک سیاه‌چاله خفته در دست دانشمندان است. علاوه بر این، روش‌های اندازه گیری که این تیم مورد استفاده قرار داده‌اند می‌تواند در آینده نزدیک به دانشمندان کمک کند که بتوانند میزان چرخش سیاه‌چاله را اندازه گیری کنند و درهای جدیدی را به روی آنان بگشاید. نتایج این مشاهدات بسیار مهم در تاریخ ۲۲ ژوئن ۲۰۱۶ در نسخه آنلاین مجله Nature منتشر شده است.

اِرین کارا، دارای مدرک فوق دکترای رشته نجوم از دانشگاه مریلند و یکی از همکاران موسسه فضا و علوم مشترک و نویسنده ارشد مطالعه انجام شده، در خصوص پرتوهای اشعه اکس این چنین گفت:

erin kara

بسیاری از اختلالات جزر و مدی که در انرژی‌های بالا رخ می‌دهند اشعه‌ی اکس را به این شکل منتشر نمی‌کنند. اما حداقل سه رویداد شناخته شده به هنگام اختلال جزر و مدی رخ می‌دهند و اکنون ما در حال مشاهده انتشار اشعه‌ی اکس هستیم که در نوع خود نادر بوده و در راس تمامی رویدادهای جزر و مدی قرار می‌گیرد. این پدیده‌ی نادر (بلعیدن یک ستاره سرگردان توسط سیاه‌چاله خفته و سپس انتشار اشعه‌ی اکس به صورت جرقه‌ای) برای اولین بار در سال ۲۰۱۱ توسط ماهواره سوئیفت ناسا دیده شد. پس از آن، ماهواره XMM-Newton که مربوط به آژانس فضایی اروپا است موفق به رصد این پدیده شد و به دنبال آن‌ها، ماهواره سوزاکو که متعلق به آژانس اکتشافات هوافضایی ژاپن است پدیده را شناسایی کرد. ما اکنون داده‌های بسیار خوبی را در دست داریم و بسیار خوش شانس هستیم که پدیده‌ای را می‌بینیم که تمامی این موارد و رویدادهای هیجان انگیز را به صورت یک‌جا برای ما به نمایش گذاشته است.

صفحه‌ای که به دور سیاه‌چاله در گردش است، همانند سپر بازتابی داخل حباب یک چراغ قوه عمل می‌کند. اگر دقت کرده باشید در تمامی چراغ قوه‌ها، در محلی که لامپ قرار دارد یک سپر آینه‌ای مانند قرار دارد که وظیفه بازتاب نور لامپ را بر عهده دارد و اگر این سپر نباشد نور چراغ قوه بسیار ضعیف خواهد بود. این صفحه که در اطراف سیاه‌چاله در گردش است وظیفه‌ی بازتاب اشعه‌ی اکس را بر عهده دارد. چیزی که برای اِرین کارا تعجب آور است، شکل گیری اشعه اکس به عنوان یکی از رویدادهای اختلال جزر و مدی در درون صفحه گردان و داخل دهانه‌ی عمیق سیاه‌چاله است. تا به امروز اکثر ستاره شناسان بر این باور بودند و هستند که اشعه‌های اکس پر انرژی در بخش خارجی سیاه‌چاله و در خروجی مخروطی یا همان جِت (در اثر بلعیدن اجرام و مواد، یک جریان خروجی که سرعت آن نزدیک به سرعت نور است شکل می‌گیرد) به وجود می‌آیند. اما در این مورد خاص که به تازگی دیده شده، اشعه‌ی اکس به شکل بسیار قدرتمندی از بخش داخلی صفحه گردان اطراف سیاه‌چاله به بیرون ساطع می‌شود و این می‌تواند بر باور محدود دانشمندان مهر باطل بزند.

اِرین کارا در ادامه صحبت‌هایش گفت:

erin kara

تا پیش از مشاهده نتیجه این رویداد، هیچ شواهد روشنی از اتفاقاتی که در درون صفحه گردان اطراف سیاه‌چاله رخ می‌دهند در دست نبود و ما نمی‌دانستیم که در بخش درونی این صفحات گردان چه می‌گذرد. راستش را بخواهید ما فکر می‌کردیم که انتشار اشعه‌ی اکس تنها از بخش مخروطی یا همان جِت و یا جایی دورتر از مرکز سیاه‌چاله است. اما مطالعات جدید این توانایی را به ما دادند که ببینیم اتفاقاتی نظیر انتشار اشعه‌ی اکس در واقع در نزدیک‌ترین نقطه به مرکز سیاه چاله رخ می‌دهند.

تا به امروز، بیشتر اطلاعاتی که ستاره شناسان در خصوص سیاه‌چاله‌های پر جرم داشته‌اند، تنها به تعداد انگشت شماری سیاه‌چاله فعال مربوط می‌شده که ماده را مصرف می‌کرده اند. به هر حال، شواهد جدید نشان می‌دهند که این سیاه‌چاله‌های فعال، تنها ۱۰ درصد از جمعیت سیاه‌چاله‌های پر جرم در این جهان را تشکیل می‌دهند. همین موضوع نشان می‌دهد هرگونه اطلاعاتی که از سیاه‌چاله‌های خفته به دست می‌آید برای ستاره شناسان از ارزش بسیار بالایی برخوردار است و می‌تواند در جهت فهم حالت‌های مختلف فعالیت سیاه‌چاله‌ها به دانشمندان کمک کند.

پروفسور کریس رِینولدز، استاد ستاره شناسی در دانشگاه مریلند و یکی از همکاران موسسه فضا و علوم مشترک و همچنین یکی از نویسندگان این مطالعه‌ی گسترده می گوید:

reynolds_christopher

برای ما شناسایی عمومی جمعیت سیاه‌چاله‌ها مهم است. سیاه‌چاله‌ها نقش بسیار مهمی را در شکل‌گیری و تکامل کهکشان‌ها ایفا کرده و می‌کنند. بنابراین اگر این سیاه‌چاله‌ها در حال حاضر خفته‌اند دلیلی ندارد که فکر کنیم از ابتدا این شکلی بوده‌اند و در گذشته نیز به صورت خفته فعالبت می‌کرده‌اند. اگر ما تنها به دنبال مطالعه سیاه‌چاله‌های فعال باشیم، ممکن است دچار اشتباه شده و تصمیمات نادرستی گرفته و فرضیات اشتباهی را مطرح کنیم و این اصلاً خوب نیست. بنابراین برای ما مهم است که تمامی سیاه‌چاله‌های موجود را مورد بررسی قرار دهیم تا دچار خطا و اشتباه نشویم.

سیاه‌چاله Swift J1644+57 به سرعت مواد ستاره‌ای که به سمت خود کشیده را مصرف می‌کند و این سرعت تا حد اِدینگتون (نظریه‌ای که بیان می‌کند یک سیاه‌چاله چگونه می‌تواند یک ماده را خیلی سریع مصرف کند. در واقع این نظریه یک محدودیت سرعت را تعیین کرده است) ادامه می‌یابد. این یافته‌های جدید به ستاره شناسان کمک می‌کنند که بفهمند چگونه سیاه‌چاله‌های پر جرم می‌توانند سنگین‌تر شده و به جایی برسند که جرم آن‌ها میلیون‌ها برابر جرم خورشید شود.

لیکسی دای، دارای مدرک فوق دکترای فیزیک از دانشگاه مریلند و یکی از همکاران موسسه فضا و علوم مشترک و همچنین یکی از نویسندگان این مطالعه‌ی گسترده گفت:

Lixin_Dai

این می‌تواند به ما کمک کند که بفهمیم چگونه بزرگ‌ترین سیاه‌چاله‌های جهان شکل گرفته‌اند و بر روی تکامل کهکشان‌ها تاثیر گذاشته‌اند.

این تیم محقق از نقشه برداری برگشتی اشعه اکس استفاده کرده‌اند تا جزئیات داخل صفحه گردان سیاه‌چاله را به دست بیاورند. مانند امواج صوتی که برای اندازه گیری کف دریاها و یا دره‌ها استفاده می‌شود، کارا، رینولدز و دیگر همکارانشان تاخیرهای اندکی که در بازگشت سیگنال‌هایی (اشعه اکس) که به اتم‌های آهن موجود در صفحه گردان برخورد کرده‌اند را اندازه گیری می‌کنند.

اِرین کارا در این خصوص گفت:

erin kara

ما می‌دانیم که چگونه صدا در یک سالن بزرگ انعکاس می‌یابد. به عنوان مثال، از آن‌جایی که ما سرعت صوت را می‌دانیم بنابراین می‌توانیم از تاخیرهایی که در انعکاس وجود دارد استفاده کنیم تا شکل کلی داخل سالن بزرگ را به دست آوریم. حال ما داریم مشابه همین کار را با استفاده از تابش اشعه اکس انجام می‌دهیم تا نقشه شکل داخلی صفحه گردان سیاه‌چاله را تهیه کنیم. واقعاً شگفت انگیز است. جالب است بدانید که فناوری‌های لازم برای این کار تنها در عرض ۶ سال گذشته توسعه داده شده‌اند.

محققان هنوز قادر نیستند که از تکنیک نقشه برداری بازگشتی در جهت اندازه گیری میزان چرخش سیاه‌چاله استفاده کنند اما گفته‌اند که به احتمال زیاد در آینده نزدیک این کار را عملی می‌کنند.

منبع:

واکنش شما:
like
2
love
0
haha
0
wow
0
sad
0
angry
0

دیدگاه ها

0 دیدگاه

avatar

wpDiscuz

© تمامی حقوق برای وبسایت ویاتک محفوظ است. نقل مطالب سايت تنها با ذکر و لینک به منبع مجاز است.