منجمان افق رویداد سیاهچاله راه شیری را از نزدیک بررسی کردند

خرداد, ۱۳۹۷ بدون نظر نجوم و فضا

منجمان افق رویداد سیاهچاله راه شیری را از نزدیک بررسی کردند

سیاهچاله‌ها از بزرگ‌ترین و پر‌جرم‌ترین اجسام موجود در جهان هستند. برای اینکه بتوانیم تصویر بهتری از افق رویداد آن به‌دست آوریم باید به امکانات بیش‌تری دسترسی پیدا کنیم.

تلسکوپ‌ها‌ی سراسر جهان نیروی خود را با یکدیگر متحد کردند تا بتوانند اولین تصویر از یک سیاهچاله را برای ما فراهم کنند. با اینکه حد‌اقل چند ماه طول کشیده، بالاخره خیره ماندن چندین تلسکوپ در سراسر جهان به یک سیاهچاله، شروع به نتیجه دادن کرده است.

در سال ۲۰۱۳، تلسکوپ رادیویی آزمایشگاهی راه‌یاب آتاکاما (APEX) در شیلی، به همراه تلسکوپ جهانی که تلسکوپ افق رویداد (EHT) را تشکیل می‌دهند، برای مشاهده‌ی سیاهچاله‌ی فوق سنگین واقع در مرکز راه شیری به‌ نام سجیتریوس A سازمان‌دهی شدند.

این سیستم، طول بلند‌ترین آرایه‌ی موجود در جهان را دو برابر کرد. این امکان منجر به دست‌یابی بهترین و دقیق‌ترین جزئیات در مورد فضا‌ی اطراف افق رویداد سیاهچاله شد.

اکنون ما نمی‌توانیم سیاهچاله‌ای را ببینیم. سیاهچاله‌ها در‌واقع ستاره‌ها‌ی بسیار چگالیده با گرانش بسیار قوی هستند که هیچ چیز، حتی نور نمی‌تواند از گرانش آن فرار کند. اگر نور از درون سیاهچاله بیرون نیاید، هیچ‌گاه نمی‌توانیم آن‌ را ببینیم.

سیاهچاله

ما تنها می‌توانیم فضای اطراف سیاهچاله را به همراه موادی که به دلیل گرانش سیاهچاله به‌صورت یک دیسک نورانی شتاب می‌گیرند و به درون آن می‌ریزند، مشاهده کنیم. با این حال در فاصله‌ی معینی از سیاهچاله، هیچ راه فراری برای هیچ چیز، حتی نور وجود ندارد و همه چیز به درون سیاهچاله سقوط می‌کند.

نقطه‌ی غیر‌ قابل بازگشتی که در آن جاذبه سیاهچاله از سرعت نور بیش‌تر است، افق رویداد نامیده می‌شود و همان ناحیه‌ای است که تلسکوپ افق رویداد سعی در تهیه‌ی عکس دقیق از آن دارد.

بعضی از سیاهچاله‌ها مانند سجیتریوس A، جرم بسیار زیادی در حدود میلیون‌ها برابر جرم خورشید دارند و جرم آن‌ها از جرم تمام ستارگان شناخته‌شده بیش‌تر است. به‌طوری که منجمان دقیقا نمی‌دانند که این سیاهچاله‌ها چگونه شکل گرفته‌اند. اما دیدن یک شیء بزرگ‌تر، ساده‌تر است و به‌ همین دلیل EHF به‌ دنبال مشاهده‌ی نزدیک‌ترین سیاهچاله‌ی شناخته‌شده به ما است.

مشاهدات انجام‌شده از سجیتریوس A در سال ۲۰۱۳، کیفیت مشاهده را فقط به اندازه‌ی سه شعاع شوارتز‌شیلد بالا برد و تا شعاع کوچک ۳۶ میلیون کیلومتر جواب داد. شعاع شوارتز‌شیلد، شعاع افق رویداد یا شعاع فرضی سیاهچاله است.

این عدد ممکن است عدد بزرگی به‌ نظر برسد؛ اما در نظر بگیرید که فاصله‌ی زمین و خورشید ۱۵۰ میلیون کیلومتر و بسیار کوچک‌تر از شعاع مورد انتظار یک دیسک چرخان حول سیاهچاله است و امکان مطالعه‌ی ساختار افق رویداد با استفاده از تطبیق دادن مدل‌ها با داده‌ها را به منجمان می‌دهد.

منجم رو- سن لو از مؤسسه‌ی نجوم رادیویی ماکس پلانک، توضیح می‌دهد:

ما به‌جای فقط ترسیم کردن نتایج حاصل از مشاهدات مرئی از نمونه‌ها، شروع به فهمیدن ساختار افقی افق رویداد کرده‌ایم. یک ساختار حلقه‌مانند بسیار با داده‌ها تطابق دارد و این بسیار رضایت‌بخش است. با این حال، نمی‌توانیم دیگر مدل‌ها شامل مدل ترکیب نقاط روشن را وارد کنیم.

پس به‌ نظر می‌رسد که ساختار افق رویداد سیاهچاله‌ی سجیتریوس A می‌تواند شبیه به یک حلقه باشد که اطراف سیاهچاله را گرفته است. این توضیح برای اشتها‌ی زیاد سیاهچاله مناسب است.

البته داده‌ها هنوز به اندازه‌ی کافی برای دست‌یابی به نتایج مناسب، قابل اطمینان نیستند. مشاهدات آینده توسط تلسکوپ EHT موجب دست‌یابی به یک تصویر مناسب‌تر خواهد شد و تا به حال، موضوع بسیار جالبی بوده است.

شپرد دولمن از مرکز اختر‌فیزیکی هاروارد_ اسمیتسونین و سرپرست EHT، می‌گوید:

نتایج حاصل، گام مهمی برای پیشرفت تلسکوپ EHT خواهند بود. تحلیل مشاهدات جدید که از ۲۰۱۷ شامل تلسکوپ ALMA نیز می‌شود، ما را یک قدم دیگر به تصویربرداری دقیق‌تر از سیاهچاله‌ی مرکز راه شیری نزدیک‌تر می‌کند.

این پژوهش در The Astrophysical journal منتشر شد.