ابر سیاه چاله مرکز کهکشان راه شیری تنها نیست! - مجله سرگرمی

به گزارش خبرنگار فناوری خبرنگاران، اخترفیزیکدانان به طیف گسترده ای از مسائل تئوری در اختر فیزیک علاقمندند، از تشکیل نخستین کهکشان تا برهمکنش های گرانشی سیاه چاله ها، ستاره ها و حتی سیارات. سیاه چاله ها سیستم های خیره نماینده ای هستند و ابرسیاه چاله ها و محیط های ستاره ای چگال که آن ها را احاطه کره اند یکی از دورترین مکان های دنیا ما را به نمایش می گذارند.

ابرسیاه چاله ای که در مرکز کهکشان راه شیری واقع شده است Sgr A* نام داشته و جرمی حدودا 4 میلیون برابر خورشید دارد. سیاه چاله مکانی در فضاست که با گرانش بسیار قوی حتی ذرات و نور نمی توانند از آن فرار نمایند. اطراف Sgr A* خوشه چگالی از ستاره های وجود دارد. اندازه گیری های دقیق مدار های این ستاره ها به اخترشناسان اجازه می دهد تا وجود سیاه چاله را تایید و جرم آن را اندازه گیری نمایند. بیش از 20 سال، دانشمندان مدار های این ستاره های اطراف ابرسیاه چاله را مشاهده می کردند. بر اساس مشاهدات اگر سیاه چاله دیگری در آنجا وجود داشته باشد، احتمالا دومین سیاه چاله نزدیک است که حداقل 100000 برابر جرم خورشید است.

ابرسیاه چاله ها و دوستانشان

تقریبا هر کهکشانی از جمله کهکشان ما، یک ابرسیاه چاله با جرمی چندین میلیون برابر جرم خورشید در قلب خود دارد. اخترشناسان هنوز در حال مطالعه این موضوع هستند که چرا قلب کهکشان ها اغلب میزبان یک ابرسیاه چاله است که یکی از ایده های محبوب، مربوط به احتمال وجود همتای سیاه چاله هاست.

برای درک این ایده، دانشمندان تصمیم گرفتند به زمانی برگردند که دنیا 100 میلیون ساله بود، به مبدا کهکشان های اولیه. آن ها از کهکشان های امروزی، کوچک تر بودند؛ چیزی حدود 10000 یا حتی کوچکتر از راه شیری. درون این کهکشان ها، ستاره های بسیار ابتدایی که می مردند و سیاه چاله هایی در حدود 10 برابر جرم خورشید می ساختند. سیاه چاله ها به مرکز گرانش یعنی قلب کهکشان ها فرو می رفتند. وقتی کهکشان ها با ادغام و برخورد بهم رشد می کردند، برخورد بین کهکشان ها باعث ایجاد جفت ابرسیاه چاله ها شده است. سپس سیاه چاله ها برخورد و رشد می نمایند. سیاه چاله ای که بیش از یک میلیون برابر جرم خورشید است، ابرسیاه چاله نامیده می شود.

اگر ابرسیاه چاله همتایی داشته باشد که در مداری نزدیک به آن می چرخد، مرکز کهکشان با یک چگالی پیچیده ای گره خورده است. همراه گرانشی (سیاه چاله دوم) همچنین کشش خودش را روی ستاره های نزدیک اعمال نموده و مدار های آن ها را دچار اختلال می نماید. دو ابرسیاه چاله دور هم می چرخند و همزمان، هرکدام به تنهایی کشش خود را بر ستاره های اطرافش وارد می نماید.

نیرو های گرانشی سیاه چاله این ستاره ها را می کشد و آن ها را وادار می نماید تا مدار های خود را تغییر دهند؛ به عبارت دیگر، بعد از تغییر اطراف همتای سیاه چاله، یک ستاره دقیقا به نقطه آغاز اولیه بر نمی شود.

با استفاده از درک برهمکنش گرانشی بین همتای ابرسیاه چاله احتمالی و ستاره های اطراف، اخترشناسان می توانند آنچه برای ستاره ها رخ می دهد را پیش بینی نمایند. اخترشناسان می توانند پیش بینی ها را با مشاهدات مقایسه نموده و مدار های احتمالی ستاره ها را تعین نمایند و بفهمند آیا ابرسیاه چاله همتایی با تاثیرات گرانشی دارد یا نه.

با مطالعه یک ستاره به نام SO-2، که هر 16 سال یکبار به دور ابرسیاه چاله می چرخد می توانیم ایده وجود ابرسیاه چاله دوم با جرمی 100000 برابر خورشید و در فاصله 200 برابر فاصله زمین و خورشید را رد کنیم. اما این به معنی نیست که سیاه چاله کوچکتری آنجا وجود ندارد. چنین شیء ممکن است مدار SO-2 را آنگونه که انتظار داریم تغییر ندهد.

فیزیک ابرسیاه چاله ها

اخیرا به ابر سیاه چاله ها توجه زیادی شده است. به خصوص در عکس اخیر گرفته شده از مرکز کهکشان M87 که باعث شد دریچه ای جدید برای درک فیزیک سیاه چاله باز شود. مجاورت مرکز راه شیری- فقط 24000 سال نوری دورتر- آزمایشگاهی برای پرداختن به مسائل اساسی فیزیک ابرسیاه چاله فراهم می نماید. برا مثال اخترشناسان مشتاقتند تا تاثیر آن ها بر ناحیه مرکزی کهکشان ها و نقش شان در شکل گیری و توسعه کهکشان ها را بدانند. تشخیص یک همتای ابر سیاه چاله در مرکز کهکشان می تواند تعیین کند که راه شیری با کهکشان کوچک دیگری در گذشته ادغام شده است.

این همه نتایج مشاهدات ستاره های اطراف نیست. اندازه گیری های SO-2 به دانشمندان اجازه می دهد تا آزمایش خاصی از نظریه عام نسبیت انیشتین را انجام بدهند. در ماه می سال 2018، SO-2 از فاصله حدود 130 برابر فاصله زمین و خورشید، از کنار ابرسیاه چاله گذشت. بر اساس نظریه انیشتین، طول موج نوری که از ستاره ساطع می شود، هنگام نزدیک شدن به گرانش قوی ابر سیاه چاله باید کشیده شود. کشش طول موجی که انیشتین پیش بینی نموده است- که ستاره را قرمزتر می سازد- شناسایی و ثابت شده که نظریه نسبیت عام انیشتین به طور دقیق فیزیک این گرانش شدید را توصیف می نماید.

دومین رویکرد مربوط به SO-2 در حدود 16 سال اتفاق خواهد افتاد و محققان مشتاقند تا پیش بینی های بیشتری از نظریه های انیشتین را آزمایش نمایند. اما اگر ابرسیاه چاله ها همتا داشته باشند، نتیجه مورد انتظار جوردیگری خواهد شد. در نهایت، اگر دو ابرسیاه چاله در مرکز کهکشان راه شیری دور هم بچرخند، ممکن است آن ها امواج گرانشی ساطع نمایند. از 2015، مشاهدات LIGO-Virgo انتشار موج گرانشی از سیاه چاله های حاصل از ادغام جرم ستاره ها و ستاره های نوترونی را شناسایی نموده اند.

هر موج منتشر شده از همتای فرضی ما فرکانس پایین دارد، بسیار پایین تر از حد تشخیص شناساگر های LIGO-Virgo. اما یک ردیاب معروف به LISA ممکن است بتواند این امواج را تشخیص دهد که به اخترفیزیکدانان یاری خواهد نمود تا بفهند آیا ابرسیاه چاله مرکز کهکشان ما تنهاست یا یک همتا دارد.

iraniro.ir: تور داخلی ایران | گردشگری ایران، سفر به مشهد، اصفهان

italyro.ir: تور ایتالیا ارزان قیمت، تور ایتالیا نوروز 97، تور بهار

itgap.ir: آی تی گپ | مجله فناوری گردشگری، موفقیت،