حلقه فوتون روشن سیاهچاله در تصویر جدیدی آشکار شد!!

بازسازی تصویر سیاهچاله در قلب M87 نفوذ گرانشی آن و “ردپای” یک جت اخترفیزیکی را نشان می‌دهد. (اعتبار تصویر: Broderick et al. 2022, ApJ, 935, 61)

تصویر به تازگی بازسازی شده از سیاهچاله در قلب کهکشان مسیه 87 (M87) لایه‌های سیاهچاله را جدا می‌کند تا فوتون‌هایی را آشکار کند که تحت تأثیر گرانشی فوق‌العاده جسم به اطراف پرتاب شده‌اند.

سیاهچاله در قلب M87 که در فاصله 55 میلیون سال نوری از زمین قرار دارد، موضوع تلسکوپ افق رویداد، اولین تصویر از یک سیاهچاله بود که در سال 2019 منتشر شد. این تصویر که بسیار شبیه به تئوری بود. پیش‌بینی‌ها در مورد ابرسیاه‌چاله‌های پرجرم و محیط نزدیک آن‌ها چگونه باید باشند، حلقه طلایی از مواد را نشان داد که در اطراف لبه بیرونی سیاه‌چاله، سطح تله‌گیری نور به نام افق رویداد، در حال حرکت است. اما اخترشناسان انتظار داشتند مصنوعاتی از تأثیر گرانشی سیاهچاله را دایره ای نازک و درخشان به نام حلقه فوتون پیدا کنند.

که حلقه‌ای است که محققان در پشت این تصویر بازسازی شده قصد کشف آن را داشتند. برای انجام این کار، تیم اولین تصویر EHT از سیاهچاله فوق‌العاده M87 را گرفت و عناصر مختلف تصویر را از بین برد.

اوری برودریک، اخترفیزیکدان در موسسه پریمیتر و دانشگاه واترلو در کانادا و محقق ارشد این پروژه در بیانیه‌ای گفت: “ما نورافکن را خاموش کردیم تا کرم شب تاب را ببینیم.” ما توانسته‌ایم کاری شگرف برای حل یک نشانه اساسی گرانش در اطراف یک سیاه‌چاله انجام دهیم.

این تیم از یک الگوریتم تصویربرداری تعبیه شده در EHT برای جداسازی و استخراج حلقه طلایی درخشان از مشاهدات تلسکوپ سیاهچاله M87 استفاده کرد که جرمی برابر با 6.5 بیلیون خورشید دارد. دانشمندان همچنین توانستند از این تکنیک برای شناسایی «ردپای» مشخص یک جت اخترفیزیکی که توسط سیاهچاله منفجر می‌شود، استفاده کنند.

این فواره‌ها از مواد اطراف سیاه‌چاله‌های پرجرم ایجاد می‌شوند. از آنجایی که سیاهچاله بسیار پرجرم M87 یک ماده خوار پرشور است، این فواره‌ها را مرتباً منفجر می‌کند که بر خلاف سیاهچاله بسیار کوچکتر در قلب کهکشان راه شیری، Sagittarius A* (Sgr A)* است که آنقدر مواد کم مصرف می‌کند که دانشمندان آن را با انسانی که هر میلیون سال یک دانه برنج می‌خورد مقایسه کرده‌اند.

اینفوگرافیک نشان می‌دهد که چگونه تصویربرداری از سیاهچاله بسیار پرجرم در M87 به سیاهچاله مرکزی کهکشان نزدیک و نزدیکتر شده است. (اعتبار تصویر: EHT Collaboration؛ ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)، Goddi و همکاران؛ ناسا، ESA و تیم میراث هابل (STScI/AURA)؛ VLBA (NRAO)، کراوچنکو و همکاران؛ J. C. Algaba، I. مارتی ویدال)

دومینیک پسس، یکی از اعضای تیم در تحقیق جدید و یک اخترفیزیکدان مستقر در مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونیان، “رویکردی که ما در پیش گرفتیم شامل استفاده از درک نظری ما از نحوه ظاهر این سیاهچاله‌ها برای ایجاد یک مدل سفارشی برای داده‌های EHT بود.” ، در این بیانیه آمده است:”این مدل تصویر بازسازی شده را به دو قطعه‌ای که ما بیشتر به آن اهمیت می‌دهیم تجزیه می‌کند، بنابراین می‌توانیم هر دو قطعه را به صورت جداگانه مطالعه کنیم نه اینکه با هم ترکیب شوند.”

تصویر بازسازی شده جدید، جدیدترین مجموعه دستاوردهای خیره کننده مرتبط با سیاهچاله تلسکوپ افق رویداد است. کار این رصدخانه به محققان این امکان را می‌دهد که ابرسیاهچاله‌های پرجرم را – که زمانی تجسم آن غیرممکن بود – با جزئیات باورنکردنی بررسی کنند.

در سال 2021، پس از اولین تصویر از سیاهچاله مرکزی M87، EHT تصویر دیگری تولید کرد که سیاهچاله را در نور قطبی شده نشان داد. این اولین باری بود که قطبش، نشانه‌ای از میدان‌های مغناطیسی، در اطراف یک سیاهچاله مشاهده شد.

سیاهچاله بسیار پرجرم در قلب M87 در نور قطبی شده. (اعتبار تصویر: EHT Collaboration)

و اوایل امسال، این همکاری برای اولین بار تصویری از Sgr A* در قلب کهکشان راه شیری منتشر کرد.

کار حلقه فوتونی جدید سنت ایجاد شده توسط EHT برای دیدن این تیتانهای کیهانی با جزئیات بی‌سابقه را ادامه می‌دهد.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Supermassive black hole’s bright ‘photon ring’ revealed in new image

By Robert Lea 

https://www.space.com/supermassive-black-hole-photon-ring-image