سیاه‌چاله‌های پرجرم خشن با جت چرخان ممکن است به مشاهدات راه شیری کمک کند!!

یک جت مارپیچی از تشعشع یک سیاهچاله پرجرم به شدت فعال می‌تواند کلید درک بهتر سیاهچاله در مرکز کهکشان خودمان باشد.

تجزیه و تحلیل شکل جت یک بلازار

این نمای رادیویی چند فرکانس از بلازار J1924-2914 نشان می‌دهد که چگونه جت در خلاف جهت عقربه‌های ساعت و با فاصله از بلازار می‌چرخد. (اعتبار تصویر: VLBA (Hunt et al. 2021)، GMVA (Issaoun et al. 2019)، EHT (Issaoun, Wielgus, et al. 2022).)

تلسکوپ افق رویداد، با همکاری دو آرایه تلسکوپ رادیویی دیگر، جت پرقدرت و با سرعت نزدیک به نور یک بلازار را تصویربرداری کرده است و دریافته است که احتمالاً در نتیجه چرخش یک سیاهچاله به دور دیگری، پیچ خورده است.

تلسکوپ افق رویداد (EHT)، که در آن زمان شامل هشت تلسکوپ در سراسر جهان بود، در سال 2017 یک بلازار به نام J1924-2914 را مشاهده کرد که در فاصله حدود 3.5 بیلیون سال نوری از زمین قرار داشت. بلازار کهکشانی است حاوی یک سیاهچاله فوق‌العاده فعال است که جت ذرات باردار را آزاد می‌کند که تقریباً با سرعت نور به سمت زمین حرکت می‌کنند.

سیاهچاله عظیم بر روی مقادیر زیادی گاز فرو می‌ریزد و چیزی را تشکیل می‌دهد که دانشمندان آن را دیسک برافزایشی می‌نامند، در حالی که در انتظار مصرف توسط سیاهچاله است. گاز موجود در دیسک آنقدر متراکم است که اصطکاک آن را تا چندین میلیون درجه فارنهایت یا سانتیگراد گرم می‌کند. در همین حال، میدان‌های مغناطیسی قدرتمندی که در داخل دیسک در هم تنیده شده‌اند، مقداری از مواد را جمع‌آوری می‌کنند و آن را به شکل یک جت سریع از سیاه‌چاله دور می‌کنند. وقتی یکی از این کهکشان‌های فعال را با جت در زاویه می‌بینیم، آن را اختروش می‌نامیم، اما وقتی مستقیماً به پایین جت نگاه می‌کنیم، آنقدر درخشان است که آن را “blazar” می‌نامیم.

EHT در رصدهای J1924-2914 توسط تلسکوپ‌های تداخل سنج بسیار طولانی میلی‌متری جهانی از تلسکوپ‌ها در سراسر اروپا و ایالات متحده و آرایه خط پایه بسیار طولانی تلسکوپ‌های رادیویی، همچنین در ایالات متحده، به رصد J1924-2914 پیوست.

این تلسکوپها قادر به رصد بلازار و جت آن در فرکانسهای مختلف، مربوط به مقیاسهای مختلف تصویر از یک سوم سال نوری تا بیش از 325 سال نوری در طول بودند. دانشمندان دریافتند که جت و میدان‌های مغناطیسی که آن را به حرکت در می‌آورند، پیچ خورده به نظر می‌رسند که ظن قبلی از اندازه‌گیری‌های انجام شده در دهه 1990 را تأیید می‌کند. هر چه در امتداد جت از سیاهچاله دورتر باشد، جت با شدت بیشتری در خلاف جهت عقربه‌های ساعت می‌پیچد.

سارا ایساون، اخترفیزیکدان مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین، در بیانیه‌ای گفت: «تصاویر ما بالاترین وضوح زاویه‌ای از گسیل قطبی شده از یک اختروش است که تاکنون به دست آمده است.» .

همه ما وقتی از عینک آفتابی استفاده می‌کنیم، قطبش نور را تجربه می‌کنیم که ترجیحاً نور نوسان در اکثر جهات را فیلتر می‌کند و فقط نوری را که در یک جهت خاص در حال نوسان است عبور می‌دهد. انتشار از اجرام نجومی نیز می‌تواند قطبی شود، به این معنا که امواج الکترومغناطیسی در جهت ترجیحی نوسان می‌کنند. EHT بر امواج رادیویی پلاریزه خطی که از J1924-2914 می‌آیند تمرکز داشت و درجه قطبش برخی از ویژگی‌های جت و میدان مغناطیسی آن را نشان می‌دهد.

ایساون گفت: «ما جزئیات جالبی را در درونی‌ترین هسته شدیداً قطبی شده [بلازار] می‌بینیم،» و افزود که شکل تابش قطبی شده «اشاره به وجود یک ساختار میدان مغناطیسی پیچ خورده است».

مشاهدات تلسکوپ افق رویداد از Sagittarius A* با استفاده از بلازار دوردست J1924-2914 کالیبره شد. (اعتبار تصویر: EHT Collaboration)

پیش از این، ستاره‌شناسان با استفاده از آرایه بسیار بزرگ تلسکوپ های رادیویی در نیومکزیکو دریافته بودند که جت متعلق به سیاهچاله فعال در کهکشان M87 نیز به شکل پیچ خورده است. (این همان سیاهچاله‌ای است که در اولین تصویر سیاهچاله EHT که در آوریل 2019 منتشر شد.)

مشخص نیست که پیچش دو جت علت یکسانی دارد یا خیر، اما حداقل توضیحات ممکن جالبی برای J1924-2914 وجود دارد. یکی این است که یک سیاهچاله دوم می‌تواند به دور سیاهچاله اولیه در مرکز بلازار بچرخد و باعث عدم تعادل در قرص برافزایشی شود که باعث پیشروی دیسک می‌شود یا مانند یک فرفره می‌چرخد. احتمال دیگر این است که جت با یک ابر مولکولی عظیم برخورد کرده باشد، اگرچه اخترشناسان این را بعید می‌دانستند زیرا هیچ مدرکی دال بر اختلال بیشتر جت که از چنین برخوردی انتظار می‌رود وجود ندارد. در نهایت، جت چرخان می‌تواند محصول ناپایداری در میدان مغناطیسی بلازار باشد.

درک J1924-2914 چیزی بیش از حل یک کنجکاوی نجومی است. بلازار نقش مهمی در مشاهدات تلسکوپ افق رویداد از سیاهچاله کلان راه شیری، Sagittarius A* ایفا کرده است، به این دلیل که ظاهر فشرده و نسبتاً بدون تغییر بلازار در آسمان، آن را به یک هدف کالیبراسیون ایده‌آل برای آزمایش EHT قبل از انجام مشاهدات فعالیت ضعیف و پویا Sagittarius A* تبدیل کرده است. با دستیابی بهتر به J1924-2914، ستاره شناسان می‌توانند رصدهای Sagittarius A* را دقیق‌تر کنند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Violent supermassive black hole with twisting jet may help Milky Way observations

By Keith Cooper

https://www.space.com/black-hole-blazar-twisted-jet-eht