کشف تغییرات غیر منتظره در اولین سیاه‌چاله رصدشده توسط بشر

تغییرات بزرگی را در اولین سیاه‌چاله‌ای

کد خبر: ۸۲۶۵۱۸

تاریخ: ۲۶ شهريور ۱۴۰۴ - ۱۱:۴۴

به گزارش ایران اکونومیست، «تلسکوپ افق رویداد»(Event Horizon Telescope) تصاویر جدیدی را از سیاه‌چاله غول‌پیکری که در قلب کهکشان «مسیه ۸۷»(Messier 87) قرار دارد، ثبت کرده است.

به نقل از اسپیس، تلسکوپ افق رویداد این سیاه‌چاله موسوم به «*M87» را در آوریل ۲۰۱۹ مشهور کرد و آن را به عنوان اولین سیاه‌چاله‌ای که تاکنون توسط بشر رصد شده است، آشکار ساخت.

این تصاویر از *M87 که در فاصله حدود ۵۵ میلیون سال نوری از زمین قرار دارد، نشان می‌دهند که قطبش میدان‌های مغناطیسی اطراف سیاه‌چاله در طول چهار سال معکوس شده است. همچنین مشاهدات جدید، نشانه‌هایی را از فوران ماده‌ای به نمایش می‌گذارند که از اطراف سیاه‌چاله بیرون می‌آید و پایه آن به حلقه روشن اطراف مرز بیرونی یا افق رویداد اطراف سیاه‌چاله متصل است.

این تصاویر می‌توانند به دانشمندان کمک کنند تا نظریه‌هایی را درباره چگونگی رفتار ماده در محیط‌های خشن اطراف سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم ارائه دهند که جرم آنها میلیون‌ها یا حتی میلیاردها برابر خورشید است و در قلب همه کهکشان‌های بزرگ یافت می‌شوند.

«جونگهو پارک»(Jongho Park) عضو گروه تلسکوپ افق رویداد و پژوهشگر «دانشگاه کیونگ هی»(Kyung Hee University) در کره جنوبی گفت: این واقعیت که الگوی قطبش از سال ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۱ تغییر جهت داده است، کاملاً غیر منتظره بود. این موضوع، مدل‌های ما را به چالش می‌کشد و نشان می‌دهد که هنوز چیزهای زیادی در نزدیکی افق رویداد وجود دارد که ما از آنها بی‌خبر هستیم.

مشاهدات نشان دادند که حلقه‌ای از گاز فوق‌العاده داغ و بسیار مغناطیسی یا پلاسما در سال ۲۰۱۷ به صورت یک‌طرفه به دور این سیاه‌چاله با جرم ۶.۵ میلیارد خورشید جریان داشته است. سپس، در سال ۲۰۱۸ آرام گرفته و در سال ۲۰۲۱ معکوس شده و حرکت مارپیچی را در جهت مخالف داشته است. برای جذاب‌تر شدن موضوع باید بدانید که هیچ چیز درباره پلاسما بین سال‌های ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۱ تغییر نکرده است.

«پاول تید»(Paul Tiede) ستاره‌شناس مرکز اخترفیزیک «هاروارد و اسمیتسونیان»(Harvard & Smithsonian) و یکی از سرپرست‌های این گروه پژوهشی گفت: نکته قابل توجه این است که اگرچه اندازه حلقه در طول سال‌ها ثابت مانده است و سایه سیاه‌چاله را که توسط نظریه «نسبیت عام» اینشتین پیش‌بینی شده بود، مورد تأیید قرار می‌دهد اما الگوی قطبش به طور قابل توجهی تغییر می‌کند. این به ما می‌گوید که پلاسمای مغناطیسی در حال چرخش در نزدیکی افق رویداد به هیچ وجه ایستا نیست، بلکه پویا و پیچیده است و مدل‌های نظری ما را محدود می‌کند.

به نظر می‌رسد تغییر قطبش پلاسما در اطراف *M87 نشان‌دهنده‌ یک محیط در حال تکامل و آشفته در اطراف این سیاه‌چاله است که می‌تواند بر نحوه‌ تغذیه‌ آن از مواد اطراف تأثیر بگذارد. علت این وارونگی هنوز مشخص نیست اما می‌تواند نتیجه‌ ساختار مغناطیسی پلاسما همراه با اثرات بیرونی باشد.

تصاویر جدید به گروه امکان دادند تا با استفاده از تلسکوپ افق رویداد برای اولین بار روی فوران ذراتی که از اطراف سیاه‌چاله با سرعت نزدیک به نور پرتاب می‌شوند، تمرکز کنند. این یک پیشرفت مهم است زیرا تصور می‌شود فوران‌هایی از این دست که از ذرات تحت هدایت میدان‌های مغناطیسی تشکیل شده‌اند، نشان‌دهنده یکی از راه‌هایی هستند که از طریق آنها سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم با پمپاژ مقادیر زیادی انرژی به محیط اطراف خود، کهکشان‌های محل قرار گرفتن خود را شکل می‌دهند.

تصاویر جدید، تغییراتی را که خود تلسکوپ افق رویداد متحمل شده است نیز نشان می‌دهند. تصویر نهایی که در سال ۲۰۲۱ به دست آمده، به دلیل اضافه شدن دو تلسکوپ جدید «کیت پیک»(Kitt Peak) در آریزونا و «آرایه میلی‌متری توسعه‌یافته شمالی»(NOEMA) در فرانسه به ۲۵ تجهیزات زمینی و فضایی تشکیل‌دهنده شبکه تلسکوپ افق رویداد، واضح‌تر شده و حساسیت پروژه را افزایش داده است.

«ماریافلیسیا دو لورنتیس»(Mariafelicia De Laurentis) عضو گروه تلسکوپ افق رویداد و ستاره‌شناس «دانشگاه فدریکو دوم ناپل»(University of Naples Federico II) در ایتالیا گفت: این نتایج نشان می‌دهند تلسکوپ افق رویداد چگونه در حال تبدیل شدن به یک رصدخانه علمی کاملاً پیشرفته است که نه تنها می‌تواند تصاویر بی‌سابقه را ارائه دهد، بلکه درک مترقی و منسجمی را از فیزیک سیاه‌چاله‌ها ایجاد می‌کند. هر کمپین جدید، افق ما را از دینامیک پلاسما و میدان‌های مغناطیسی گرفته تا نقش سیاه‌چاله‌ها در تکامل کیهانی گسترش می‌دهد. این یک نمایش ملموس از پتانسیل علمی خارق‌العاده این تلسکوپ است.

تصاویر آینده‌ تلسکوپ افق رویداد به لطف ارتقاء «تلسکوپ گرینلند»(Greenland Telescope) و «تلسکوپ جیمز کلرک ماکسول»(James Clerk Maxwell Telescope) در شبکه‌ آن قرار است بهبود یابند. بنابراین، اعضای گروه می‌گویند که تلسکوپ افق رویداد در سال‌های آینده همچنان نقش مهمی را در درک ما از فیزیک سیاه‌چاله‌ها بر عهده خواهد داشت.

«مایکل جانسن»(Michael Janssen) پژوهشگر «دانشگاه رادبود»(Radboud University) در هلند و از سرپرست‌های این گروه پژوهشی گفت: ما هر سال تلسکوپ افق رویداد را با افزودن تلسکوپ‌های بیشتر و تجهیزات ارتقایافته، ایده‌های جدید برای کاوش‌های علمی و الگوریتم‌های بدیع برای بهره‌برداری بیشتر از داده‌ها بهبود می‌بخشیم. در این پژوهش، همه عوامل به خوبی در نتایج علمی و پرسش‌های جدیدی دست به دست هم دادند که مطمئناً ما را برای سال‌های زیادی مشغول نگه خواهند داشت.