شگفتی های سیاه چاله ها

دانشمندان ناسا با كمك ماهواره ژاپنی سوزاكو مشاهدات شگفت انگیز و جدیدی از سیاه چاله ها انجام داده اند؛ جزییات عجیبی از فضا-زمان منحنی وار كه قبلا با این دقت مشاهده نشده بود.
به نوشته سایت پارس اسكای، این دانشمندان سرعت چرخش سیاه چاله ها را اندازه گیری كردند و همین طور زاویه ریزش مواد به داخل آن را اندازه گرفتند. این مشاهدات بر پایه عكس العمل نور هنگام نزدیكی به یك سیاه چاله و رسیدن به مرزی كه به آن مرز آهنیK گفته می شود انجام شده. وجود این نوار مرزی قبلاً مورد تردید بود چون شواهد كافی برایش وجود نداشت. اما حالا با قاطعیت ثابت شده كه این نوار مرزی وجود دارد و به عنوان یك معیار قابل قبول از جاذبه خردكننده سیاه چاله ها مورد قبول قرار گرفته است.
ماهواره سوزاكو آشكارساز اشعه ایكس و طیف نگار اشعه ایكس دارد. این دو دستگاه با هم می توانند طیف گسترده ای از انرژی های اشعه ایكس به خصوص در سطوح انرژی بالا را شناسایی كنند. برای شروع این مشاهدات، سیاه چاله هایی با جرم های فوق العاده زیاد در اولویت گرفته اند. این گونه سیاه چاله ها در مركز اغلب كهكشان ها وجود دارند و جرمشان میلیون ها تا میلیاردها برابر خورشید است و اندازه شان به وسعت كل منظومه شمسی ماست.
سیگنال های طیفی سیاه چاله هایی كه سوزاكو آنها را ردیابی كرده است پیش از این هم توسط ماهواره اروپایی نیوتون دیده شده بود، اما سوزاكو حساسیت بسیار بالاتری نسبت به انواع پیشین خود دارد. مجموعه ای از مشاهدات صورت گرفته با سوزاكو نشان می دهد كه مرز آهنی K در تمامی كهكشان ها وجود دارد و سیگنال های دریافتی از آن ناشی از وجود جاذبه شدید در جوار این مرز است. به همین علت هدف بلندمدت اكتشافات فضایی ناسا بر مبنای كشف و شناسایی مرز آهنی K برای یافتن تصویری مشخص از یك سیاه چاله قرار گرفته است.
●●●
به تازگی ناسا با همكاری جمعی از دانشمندان ایتالیایی با استفاده از داده های ارسالی فضاپیمای سویفت برای اولین بار توانستند نوع موادی كه از سیاه چاله ها به خارج از آن پرتاب می شوند را مشخص كنند.
مواد موجود در این فوران های سیاه چاله ای عموما در كوازارها و سایر اجرام سماوی نیز دیده می شوند این مواد اغلب با سرعت نزدیك به نور به خارج پرتاب می شوند. این تیم تحقیقاتی موفق به گشودن معمایی شده كه پیشینه آن به دهه هفتاد میلادی برمی گردد. فوران های مواد سیاه چاله ای عموما مرزهای كهكشان ها را برای صدها هزار سال نوری درمی نوردد. آنها از منابع اولیه توزیع مواد و انرژی در جهان و همچنین كلید فهم و درك چگونگی شكل گیری كهكشان ها و بسیاری معماهای گشوده نشده، همچون منشأ انرژی در جهان اند. فوران های سیاه چاله ای یكی از بزرگ ترین پارادوكس های موجود در اخترشناسی هستند چراكه از یك سو هیچ چیزی در جهان نمی تواند ازجاذبه فوق العاده شدید سیاه چاله ها بگریزد و از سوی دیگر مواد سیاه چاله ای با سرعت نور به فضای لایتناهی پرتاب می شوند. ما هنوز نمی دانیم این فوران ها چگونه شكل می گیرند و تنها چیزی كه تا حال به قطعیت دریافته ایم این است كه از چه موادی تشكیل شده اند. مبحث سیاه چاله ها برای چندین دهه است كه به بحث داغ روز محافل علمی تبدیل شده است. دانشمندان اكنون همگی بر این ایده اتفاق نظر دارند كه مواد فورانی یا باید از الكترون و پوزیترون تشكیل شده باشند و یا از الكترون و پروتون. البته اطلاعات حاصله از فضاپیمای سویفت شواهدی دال بر وجود پروتون در این مواد را دارد.
اغلب كوازارها نیر فوران هایی دارند. این تیم تحقیقاتی نوعی كوازار را با نام بلازار مورد بررسی قرار دادند. بلازارها كوازارهایی هستند كه جهت فواران های شان همیشه رو به سمت ما است انگار كه در مقابل یك لوله تفنگ قرارگرفته باشیم. این تیم دو بلازار را مورد مطالعه قرار دادند ۰۲۱۲+۷۳۵ و PKS ۰۵۳۷-۲۸۶ كه در فاصله ده میلیارد سال نوری از ما قرار دارند.
تا پیش از این، تلسكوپ ها قدرت دیدن جزییات فوران های سیاه چاله ای را كه در طول موج های بین طول موج امواج اشعه ایكس و طول موج امواج اشعه گاما و با انرژی معادل ده كیلو الكترون ولت (keV) و حتی بیشتر به فضا پرتاب می شوند را نداشتند.
این تیم در مسیر تحقیقات خود به فوتون هایی برخورد كرده است كه پس از رسیدن به حداكثر۱۰ keV دچار افت انرژی می شوند. این همان فوتون های اشعه ایكس است كه تا ۱۰ keV به اوج انرژی خود می رسند و سپس افت می كنند. این كشف وجود زوج های الكترون پوزیترون را رد می كند. این تجزیه و تحلیل در چندین مرحله انجام شد. اطلاعات سویفت بر این اساس بود كه سرعت پاشندگی مواد سیاه چاله ای ۹/۹۹درصد سرعت نور است. باتوجه به این مساله دانشمندان توانستند در وهله اول كل انرژیِ جنبشی این مواد را محاسبه كنند و در قدم بعدی با مقایسه بین میزان این انرژی جنبشی با میزان انرژی فوتون های نور، توانستند جرم مواد پاشنده و در نهایت تركبیات آن را به دست آورند.
میزان جرم محاسبه شده تقریباً به اندازه جرم سیاره مشتری است به این صورت كه مركز سیاه چاله همانند یك مسلسل جرمی معادل مشتری را با سرعتی نزدیك به سرعت نور به خارج از كهكشان پرتاب می كند و انرژی فوق العاده زیادی را در جهان تولید می كند. این یافته یك سر آغاز مهم برای دانستن این نكته است كه مواد چگونه شكل گرفته اند و هدفی برای فعالیت های آتی ناسا با استفاده از تلسكوپ فضاییGLA و ماهواره ژاپنی سوزاكو خواهد بود.

منبع : روزنامه همشهری