چرخش میدان‌های مغناطیسی در اولین سیاه‌چاله‌ای که تاکنون توسط انسان تصویربرداری شده است!!

رصد بی‌سابقه تلسکوپ افق رویداد به ما این امکان را می‌دهد تا به سؤالات طولانی‌مدت در مورد چگونگی مصرف ماده سیاه‌چاله‌ها پاسخ دهیم.»

میدان‌های مغناطیسی قطبی شده را در اطراف ابرسیاه‌چاله در قلب M87 نشان می‌دهد، همانطور که در تصویر ترکیبی به‌دست‌آمده توسط تلسکوپ افق رویداد در سال 2021 دیده می‌شود. (اعتبار تصویر: EHT Collaboration/ Ian Stephens/ George Wong)

نور مارپیچی در لبه یک سیاهچاله بسیار پرجرم می‌تواند به ماده کمک کند تا از مصرف این تیتان کیهانی فرار کند.

سیاهچاله بسیار پرجرم M87 —  همچنین به عنوان M87* —  شناخته می‌شود، جرمی برابر با حدود 6.5 بیلیون برابر خورشید دارد. به ویژه در سال 2019 زمانی که تصویری از M87* که توسط تلسکوپ افق رویداد (EHT) گرفته شد، اولین نگاه اجمالی از محیط اطراف یک سیاهچاله بود که تاکنون توسط بشریت به دست آمده، مورد توجه عموم قرار گرفت.

اکنون، EHT Collaboration که پشت آن تصویر تاریخی بود، نحوه چرخش میدان‌های الکتریکی نور به دور سیاهچاله پرجرم را مدلسازی کرده است که در فاصله 54 میلیون سال نوری از زمین قرار دارد. این نور پلاریزه که امواج آن بر روی یک صفحه منفرد ارتعاش می‌کنند، اطلاعاتی درباره میدان مغناطیسی و ذراتی را با خود حمل می‌کند که به سرعت نزدیک به نور در اطراف سیاه‌چاله شتاب می‌گیرند.

اکنون دانشمندان پیشنهاد می‌کنند که این میدان‌های مغناطیسی ممکن است سیاهچاله هیولایی M87 را از خوردن غذا محروم کنند، در عوض این ماده را به عنوان جت‌های بسیار همسو (یا موازی) که تقریباً با سرعت نور منفجر می‌شوند به فضا پرتاب کنند. نور دائماً در حال چرخش در اطراف M87* به عنوان قطبش دایره‌ای نیز شناخته می‌شود.

  اندرو چیل، یکی از نویسندگان مطالعه و هماهنگ کننده پروژه در دانشگاه پرینستون در بیانیه‌ای گفت« “قطبش دایره‌ای سیگنال نهایی است که ما در اولین مشاهدات EHT از سیاهچاله M87 به دنبال آن بودیم و تجزیه و تحلیل آن (قطبی شدن) بسیار سخت بود.”

چیل، محقق پژوهشی در ابتکار گرانش پرینستون، که ترکیبی از اخترفیزیک، ریاضیات و اخترفیزیک دانشگاه است، اضافه کرد: «این نتایج جدید به ما اطمینان می‌دهد که تصویر ما از یک میدان مغناطیسی قوی که در گاز داغ اطراف سیاه‌چاله نفوذ می‌کند، تصویر درستی است. گروههای فیزیک به دنبال ماهیت گرانش هستند. او افزود: «مشاهدات بی‌سابقه EHT به ما این امکان را می‌دهد که به سؤالات طولانی‌مدت در مورد چگونگی مصرف ماده سیاه‌چاله‌ها و پرتاب جت‌ها به خارج از کهکشان‌های میزبانشان پاسخ دهیم.»

دو سال پس از انتشار تصویر سیاه‌چاله فوق‌العاده در M87، در سال 2021، EHT Collaboration دومین نگاه خیره‌کننده را منتشر کرد. تصویر جدیدتر، برای اولین بار، نور قطبی شده را در اطراف یک سیاهچاله نشان داد. (نور پلاریزه دارای جهت‌گیری و روشنایی متفاوتی نسبت به نور غیرقطبی است.) داده‌های سال 2021 همچنین جهت میدان‌های الکتریکی نوسانی (ارتعاشی) را نشان می‌دهد که نشانه این است که میدان‌های مغناطیسی اطراف M87* قوی و منظم هستند.

سپس محققان با استفاده از آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری بزرگ آتاکاما (ALMA) واقع در شمال شیلی، که با عمل به عنوان آنتن مرجع برای EHT، کالیبراسیون را فراهم می‌کردند. ALMA آرایه‌ای از 66 آنتن در صحرای شیلی است که می‌تواند از میان محیط‌های غبارآلود کیهانی، مانند سیاه‌چاله‌ها، به دنبال طول موج‌های طولانی‌تر نور باشد.

گاز و گرد و غبار طلایی چرخان، میدان‌های مغناطیسی قطبی شده را در اطراف سیاهچاله پرجرم در قلب M87 نشان می‌دهد، همانطور که در یک تصویر ترکیبی به دست آمده توسط تلسکوپ افق رویداد در سال 2021 مشاهده می‌شود. (اعتبار تصویر: همکاری EHT)

ALMA بخشی از شبکه‌ای از تلسکوپ های رادیویی EHT در سراسر جهان است که برای ایجاد یک ابزار مجازی به اندازه زمین گرد هم می‌آیند. (این تکنیک به عنوان تداخل‌سنجی پایه بسیار طولانی یا VLBI نیز شناخته می‌شود).

تجزیه و تحلیل جدید داده‌های ALMA که در سال 2017 جمع‌آوری شد، نشان می‌دهد که چگونه میدان‌های الکتریکی نور در یک جهت خطی به اطراف می‌پیچند و بار دیگر شواهدی برای میدان‌های مغناطیسی قوی ارائه می‌دهد. که در سال 2021 مشاهده شده‌اند دانشمندان EHT با استفاده از یک شبیه‌سازی کامپیوتری، این میدان‌های قوی را پیشنهاد می‌کنند. میدان‌های مغناطیسی ماده‌ای را که به سمت M87* در حال سقوط است به عقب می‌راند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

1st black hole ever imaged by humans has twisted magnetic fields and scientists are thrilled

By Robert Lea

https://www.space.com/supermassive-black-hole-twisted-magnetic-fields-m87