تصاویر جدید خیرهکننده، تغییرات بزرگی در اولین سیاهچالهای را نشان میدهد که تاکنون توسط بشر ثبت شده است
تصاویر جدید خیرهکننده، تغییرات بزرگی در اولین سیاهچالهای را نشان میدهد که تاکنون توسط بشر ثبت شده است
« پلاسمای مغناطیسی که در نزدیکی افق رویداد میچرخد، به هیچ وجه ایستا نیست؛ پویا و پیچیده است و مدلهای نظری ما را به مرز نهایی میرساند.»
تصاویری از سیاهچالهی ابرپرجرم در قلب کهکشان M87 که توسط تلسکوپ افق رویداد گرفته شده است و قطبش متغیر میدان مغناطیسی آن را نشان میدهد. (اعتبار تصویر: همکاری EHT)
تلسکوپ افق رویداد (EHT) تصاویر خیرهکننده و تازهای از سیاهچالهی ابرپرجرم واقع در قلب کهکشان M87 ثبت کرده است. EHT این سیاهچاله، معروف به M87*، را در آوریل ۲۰۱۹، زمانی مشهور کرد که به عنوان اولین سیاهچالهای آشکار شد که تاکنون توسط بشر تصویربرداری شده است.
این تصاویر از M87*، که در فاصله حدود ۵۵ میلیون سال نوری از زمین قرار دارد، نشان میدهد که قطبش میدانهای مغناطیسی اطراف سیاهچاله در طول چهار سال معکوس شده است. مشاهدات جدید از M87* همچنین نشانههایی از فوران مادهای را نشان میدهد که از اطراف سیاهچاله بیرون میآید و پایه آن به حلقه روشن اطراف مرز بیرونی یا “افق رویداد” اطراف M87* متصل است.
این تصاویر میتوانند به دانشمندان کمک کنند تا نظریههایی در مورد چگونگی رفتار ماده در محیطهای شدید اطراف ابرسیاهچالههای پرجرم توسعه دهندکه جرم میلیونها یا حتی میلیاردها خورشید دارند و در قلب همه کهکشانهای بزرگ یافت میشوند.
تصاویر جدید از M87* میدانهای مغناطیسی اطراف سیاهچاله را نشان میدهد که در سال ۲۰۱۷ به یک سمت و در سال ۲۰۲۱ به سمت دیگر میچرخند. (منبع تصویر: همکاری EHT)
جونگهو پارک، عضو تیم EHT و محقق میگوید: “این واقعیت که الگوی قطبش از سال ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۱ تغییر جهت داده است، کاملاً غیرمنتظره بود.” دانشگاه کیونگهی در کره جنوبی، در بیانیهای اعلام کرد. «این موضوع مدلهای ما را به چالش میکشد و نشان میدهد که هنوز چیزهای زیادی در نزدیکی افق رویداد وجود دارد که ما نمیدانیم.»
مشاهدات نشان داد که حلقهای از گاز یا پلاسمای فوقالعاده داغ و بسیار مغناطیسی، در سال ۲۰۱۷ به یک سمت در اطراف این سیاهچاله با جرم ۶.۵ میلیارد خورشید جریان داشته، سپس در سال ۲۰۱۸ به حالت اولیه خود بازگشته و در سال ۲۰۲۱ در جهت مخالف حرکت کرده است. و برای جذابتر شدن موضوع، همه چیز در مورد پلاسما بین سالهای ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۱ تغییر نکرده است.
پل تیده، یکی از رهبران تیم و ستارهشناس مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونیان، گفت: «نکته قابل توجه این است که در حالی که اندازه حلقه در طول سالها ثابت مانده است و سایه سیاهچاله را تأیید میکند که توسط نظریه نسبیت عام انیشتین پیشبینی شده بود، الگوی قطبش به طور قابل توجهی تغییر میکند.» «این امر به ما میگوید که پلاسمای مغناطیسی که در نزدیکی افق رویداد میچرخد، به هیچ وجه ایستا نیست؛ پویا و پیچیده است و مدلهای نظری ما را به مرز محدودیت میرساند.»
اولین تصویر از یک سیاهچاله که تاکنون توسط بشر ثبت شده است، حلقهای از پلاسما را نشان میدهد که در اطراف M87 میچرخد.* (اعتبار تصویر: تلسکوپ افق رویداد)
به نظر میرسد قطبش متغیر پلاسما در اطراف M87* نشاندهنده یک محیط در حال تحول و آشفته در اطراف این سیاهچاله است که میتواند بر نحوه تغذیه آن از مواد اطراف تأثیر بگذارد. علت این وارونگی هنوز مشخص نیست، اما میتواند نتیجه ساختار مغناطیسی پلاسما همراه با اثرات خارجی باشد.
تصاویر تازه منتشر شده همچنین به تیم اجازه داد تا برای اولین بار با EHT، روی پایه جت ذراتی تمرکز کنند که از اطراف M87* با سرعت نزدیک به نور فوران میکنند. این یک پیشرفت مهم است، زیرا جتهایی مانند این، که از ذراتی تشکیل شدهاند که توسط میدانهای مغناطیسی به قطبهای سیاهچالهها هدایت میشوند، تصور میشود که یکی از راههای تشکیل ابرسیاهچالههای پرجرم را نشان میدهند.
تصاویر تازه منتشر شده همچنین به تیم اجازه داد تا برای اولین بار با استفاده از EHT، روی پایه جت ذراتی که از اطراف M87* با سرعت نزدیک به نور فوران میکنند، تمرکز کنند. این یک پیشرفت مهم است، زیرا تصور میشود جتهایی مانند این، که از ذراتی تشکیل شدهاند که توسط میدانهای مغناطیسی به قطبهای سیاهچالهها هدایت میشوند، یکی از راههایی را نشان میدهند که ابرسیاهچالههای پرجرم با پمپاژ مقادیر زیادی انرژی به محیط اطراف خود، کهکشانهایی را شکل میدهند که در آن قرار دارند.
تصاویر جدید همچنین تغییراتی را نشان میدهند که خود EHT متحمل شده است. تصویر نهایی که در سال ۲۰۲۱ جمعآوری شده است، به دلیل اضافه شدن دو تلسکوپ جدید، کیت پیک در آریزونا و NOEMA (آرایه میلیمتری توسعهیافته شمالی) در فرانسه، به ۲۵ ابزار زمینی و فضایی که شبکه EHT را تشکیل میدهند، واضحتر است و حساسیت پروژه را افزایش داده است.
ماریافلیسیا دِ لورنتیس، دانشمند EHT و ستارهشناس دانشگاه ناپل فدریکو دوم در ایتالیا، گفت: «این نتایج نشان میدهد که چگونه EHT در حال تبدیل شدن به یک رصدخانه علمی تمامعیار است که نه تنها قادر به ارائه تصاویر بیسابقه، بلکه قادر به ایجاد درک مترقی و منسجم از فیزیک سیاهچالهها نیز میباشد.» «هر کمپین جدید، افق دید ما را از دینامیک پلاسما و میدانهای مغناطیسی گرفته تا نقش سیاهچالهها در تکامل کیهانی گسترش میدهد. این یک نمایش ملموس از پتانسیل علمی خارقالعاده این ابزار است.»
تصاویر آینده EHT به لطف ارتقاء دو تلسکوپ در شبکه آن، تلسکوپ گرینلند و تلسکوپ جیمز کلرک ماکسول، قرار است بهبود یابند. اعضای تیم گفتند، بنابراین، EHT همچنان نقش حیاتی در درک ما از فیزیک سیاهچالهها در سالهای آینده ایفا خواهد کرد.
مایکل جانسن، سرپرست مشترک تیم، از دانشگاه رادبود هلند، گفت: «سال به سال، ما EHT را بهبود میبخشیم (با تلسکوپهای اضافی و ابزارهای ارتقا یافته، ایدههای جدید برای کاوشهای علمی و الگوریتمهای جدید برای بهرهبرداری بیشتر از دادهها).» «برای این مطالعه، همه این عوامل به خوبی در نتایج علمی جدید و سوالات جدید دست به دست هم دادند که مطمئناً ما را برای سالهای زیادی مشغول نگه خواهد داشت.»
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
‘Totally unexpected’: Stunning new imagery shows big changes in the 1st black hole ever captured by humanity (photo, video)
By Robert Lea
https://www.space.com/astronomy/black-holes/totally-unexpected-stunning-new-imagery-shows-big-changes-in-the-1st-black-hole-ever-captured-by-humanity-photo-video