اولین سیاه‌چاله تجسم شده توسط بشر در حال از دست دادن انرژی است

مجموعه: اخبار علمی و آموزشی

تاریخ انتشار : جمعه, 03 آذر 1402 11:16

به گزارش ایسنا به نقل از اسپیس، چند سال پیش، اخترشناسان برای اولین بار تکه‌ای از تاریکی کیهانی را دیدند که مدت‌ها تصور می‌شد غیرقابل مشاهده است. آن تکه، یک ابرسیاه‌چاله بود که موجودیتی قدرتمند و گریزان و چنان متراکم است که حتی نور هم نمی‌تواند از گرانش آن بگریزد.

سیاهچاله‌ها هر چیزی را که به آنها نزدیک می‌شود از گاز و ستارگان گرفته تا سیارات و حتی سیاهچاله‌های دیگر می‌بلعند. اما این سیاه‌چاله مبهم و شبیه به دونات که بعداً توسط هوش مصنوعی به صورت حلقه‌ای لاغر اصلاح شد، در کهکشان M۸۷ در حال شکستن کلیشه‌های سیاه‌چاله‌ای است. چرا که به نظر می‌رسد در حال از دست دادن انرژی فراوانی است.

اگر تمام کره زمین را یک بمب TNT تصور کنید و آن را ۱۰۰۰ بار در ثانیه برای میلیون‌ها و میلیون‌ها سال منفجر کنید، انرژی حاصل از آن برابر با آن مقدار انرژی خواهد بود که از ابرسیاهچاله M۸۷ دفع می‌شود.

دو ماه پیش، این ابرسیاه‌چاله فوق‌العاده خاص در فاصله ۵۵ میلیون سال نوری از زمین موسوم به M۸۷* با استفاده از تلسکوپ افق رویداد(EHT) مورد مطالعه قرار گرفت که داده‌های چند تلسکوپ رادیویی را در سراسر جهان ترکیب می‌کند تا یک تلسکوپ مجازی به اندازه زمین بسازد.

این مشاهدات نشان داد که M۸۷* در حال چرخش است و میدان مغناطیسی خود و بافت نزدیک فضا-زمان را با خود می‌کشد.

اوایل ماه جاری میلادی، اخترشناسان با تجزیه و تحلیل تصویری از این ابرسیاهچاله که توسط EHT در سال ۲۰۲۱ به دست آمده بود، دریافتند که میدان مغناطیسی آن به اندازه‌ای قوی است که گاهی اوقات از بلعیدن مواد مجاور جلوگیری می‌کند.

اکنون تجزیه و تحلیل جدید این تصویر توسط زیرمجموعه‌ای از آن تیم نشان داده است که همین میدان مغناطیسی، مسئول کاهش سرعت چرخش این ابرسیاهچاله است، مانند چرخشی که در طول زمان سرعتش کاهش می‌یابد.

اندرو چیل، اخترفیزیکدان دانشگاه پرینستون در نیوجرسی و نویسنده اصلی این مطالعه جدید می‌گوید: ما توانستیم به طور قطعی بگوییم که تصویر EHT در سال ۲۰۲۱ نشان می‌دهد که انرژی در نزدیکی سیاهچاله جریان دارد. ما به تصاویر آینده و با حساسیت بالاتر نیاز داریم تا ۱۰۰ درصد تشخیص دهیم که آیا انرژی از سطح خود سیاهچاله خارج می‌شود یا خیر.

الکساندر لوپساسکا از اعضای این تیم پژوهشی از دانشگاه واندربیلت در تنسی می‌گوید: این انرژی که در طول این فرآیند به اصطلاح «خود ترمزگیری» به اعماق فضا وارد می‌شود، مانند شمشیرهای نوری به طول چند میلیون ‌سال نوری است که از طریق ساختارهایی به نام جت‌های نسبیتی که ۱۰ برابر طولانی‌تر از کهکشان راه شیری ما امتداد دارند، جاری می‌شود.

جورج وونگ یکی از نویسندگان این مطالعه از دانشگاه پرینستون نیز گفت: اگر تمام زمین را به TNT تبدیل کنید و آن را برای میلیون‌ها و میلیون‌ها سال ۱۰۰۰ بار در ثانیه منفجر کنید، این همان مقدار انرژی است که ما از M۸۷ دریافت می‌کنیم.

این واقعیت که سیاهچاله‌ها می‌توانند انرژی خود را از دست بدهند، یکی از پیش‌بینی‌های نظریه نسبیت اینشتین است. دانشمندان می‌دانستند که بخشی از اتلاف انرژی می‌تواند به دلیل میدان‌های مغناطیسی باشد، اما دقیقاً نمی‌دانستند که این فرآیند چگونه اتفاق می‌افتد.

یافته‌های این مطالعه جدید نشان می‌دهد که انرژی خارج شده از سیاهچاله در جهت میدان مغناطیسی آن خارج می‌شود. تیم مطالعه همچنین یک احتمال کاملاً نظری اما با این وجود هیجان‌انگیز دارد که انرژی بیرون رانده شده از M۸۷* می‌تواند به یک سیاه‌چاله دیگر سرازیر شود.

همچنین این احتمال وجود دارد که جریان خروجی انرژی به فوران منفجر شده از سیاهچاله که تحقیقات قبلی نشان داد که در یک چرخه ۱۱ ساله متفاوت است، کمک کند. مدل‌ها نشان می‌دهند که میزان انرژی خروجی از سیاه‌چاله مشابه چیزی است که جت‌ها به آن نیاز دارند، اگرچه ستاره‌شناسان هنوز کاملاً مطمئن نیستند.

مشاهدات آینده از ابرسیاهچاله M۸۷* با EHT می‌تواند پژوهشگران را به یک پاسخ قطعی نزدیک کند. همچنین نسل بعدی EHT در دست ساخت است که انتظار می‌رود آنتن‌های بیشتری را به شبکه مجازی تلسکوپ‌ها اضافه کند تا تصاویر واضح‌تر و شاید حتی فیلم‌هایی از سیاه‌چاله‌ها به دست آورد.

لوپساسکا می‌گوید: من فکر می‌کنم به احتمال زیاد سیاه‌چاله به این جت نیرو می‌دهد، اما ما هنوز نمی‌توانیم آن را ثابت کنیم.

این پژوهش در مقاله‌ای که هفته گذشته در مجله Astrophysical منتشر شد، توضیح داده شد.