تازه هایی در باره سیاه چاله ها

دانشمندان ناسا با همکاری جمعی از همکاران بین المللی خود و با کمک ماهواره ژاپنی "سوزاکو" به مشاهدات شگفت انگیزو جدیدی از سیاه چاله ها دست یافته اند .جزئیات عجیبی از فضاو زمان منحنی وار که پیش از این با این دقت مشاهده نشده بود .







مشاهدات عبارت بودند ازاندازه گیری سرعت چرخش سیاه چاله ها و نیز اندازه گیری زاویه ریزش مواد به داخل آن .این مشاهدات بر پایه عکس العمل نور در هنگام نزدیکی به یک سیاه چاله ورسیدن به مرزی که به آن"مرز آهنیK " گفته می شود صورت گرفته است.وجود این نوار مرزی که تا کنون بعلت فقدان شواهد کافی مورد تردید قرار داشت اکنون با قاطعیت ثابت شده است و بعنوان یک معیار قابل قبول از جاذبه خردکننده سیاه چاله ها مورد قبول قرار گرفته است . ماهواره سوزاکو مجهز به جستجو گر اشعه ایکس و طیف نگار اشعه ایکس است. این دو دستگاه به اتفاق این قابلیت را دارند که طیف گسترده ای از انرژی های اشعه ایکس را بخصوص آن دسته از اشعه های ایکس با سطوح بالاتری از انرژی را شناسایی کنند. به این منظور برای شروع سیاه چاله هایی با جرمهای فوق العاده زیاد در اولویت گرفته اند .این گونه سیاه چاله ها درمرکز اغلب کهکشانها وجود دارندو جرمشان معادل با جرم میلیونها تا بیلیونها خورشید در محدوده ای به وسعت کل منظومه شمسی ما است.

سیگنالهای طیفی سیاه چاله هایی که "سوزاکو" آنها را ردیابی کرده است پیش از این هم توسط ماهواره اروپایی" نیوتون" دیده شده بود اماسوزاکوازحساسیت بسیار بالاتری نسبت به انواع پیشین خود برخورداراست .

مجموعه ای از مشاهدات صورت گرفته با سوزاکونشان می دهد که مرزآهنی K در تمامی کهکشانها وجود دارد و سیگنالهای دریافتی ازآن ناشی از وجود جاذبه شدید در جوار این مرز است . به همین علت هدف بلند مدت اکتشاقات فضایی ناسا بر مبنای کشف و شناسایی مرز آهنی Kا برای یافتن تصویری مشخص از یک سیاه چاله قرار گرفته است.

این گروه تحقیقاتی با بررسی کهکشان MCG-6-30-15 به این نتیجه رسیدند که صفحه چرخانی از مواد سیاه چاله را تغذیه می کند که اصطلاحا صفحه تغذیه کننده نامیده می شود و زاویه 45 درجه نسبت به خط دید ما می سازد.چنین اندازه گیری دقیقی پیش از این امکان پذیر نبوده است. در واقع وجود مرز آهنی Kکلید معمای اندازه گیری جرم و انرژی یک سیاه چاله است.

به تازگی ناسا با همکاری جمعی از دانشمندان ایتالیایی با استفاده ازداده های ارسالی فضا پیمای "سویفت"برای اولین بار توانست نوع موادی که از سیاه چاله ها به خارج از آن پرتاپ می شوند را مشخص کند.

موادی موجود در این فورانهای سیاه چاله ای عموما در کوازارها و سایراجرام سماوی نیزدیده می شوند این مواد اغلب با سرعت نور به خارج پرتا پ می شوند . این تیم تحقیقاتی موفق به گشودن معمایی شده است که پیشینه آن به دهه هفتاد میلادی برمی گردد.

فورانهای مواد سیاه چاله ای عموما مرزهای کهکشانها را برای صدها هزاران سال نوری درمی نوردد.آنها از منابع اولیه توزیع مواد و انرژی در جهان و همچنین کلید فهم و درک چگونگی شکل گیری کهکشانها و بسیاری معماهای گشوده نشده همچون منشا انرژی در جهان می باشند.فورانهای سیاه چاله ای یکی از بزرگترین پارادوکسهای موجود در اختر شناسی هستند چراکه ازیک سو هیچ چیزی درجهان نمی تواند ازجاذبه فوق العاده شدید سیاه چاله ها بگریزد وا ز سوی دیگرمواد سیاه چاله ای باسرعت نور به فضای لایتاهی پرتاپ می شوند.ما هنوز نمی دانیم این فورانها چگونه شکل می گیرند و تنها چیزی که تا حال به قطعیت دریافته ایم این است که از چه موادی تشکیل شده اند .مبحث سیاه چاله ها برا ی چندین دهه است که به بحث داغ روز محافل علمی تبدیل شده است دانشمندان اکنون همگی بر این ایده اتفاق نظر دارند که مواد فورانی یا باید از الکترون و پوزیترون تشکیل شده باشند و یا ازالکترون و پروتون. البته اطلاعات حاصله ازفضا پیمای "سویفت" شواهدی دال بر وجود پروتون در این مواد را دارد.

اغلب کوازراها نیر فورانهایی دارند. یک کوازارهسته یک کهکشان است که انرژی اش توسط یک سیاه چاله ابر جرم که جرمی معادل بیلونها خورشید ما را دارد تامین می شود .مواد پاشنده در دو جهت مخالف فوران می کنند از صفحه گاز چرخانی که گرداگرد سیاه چاله در چرخش است .

این تیم تحقیقاتی نوعی کوازار را با نام بلازار مورد بررسی قرار دادند بلازارها کوازارهایی هستند که حهت فوارانهایشان همیشه رو به سمت مااست انگار که در مقابل یک لوله تفنگ قرارگرفته باشیم .این تیم دو بلازار را مورد مطالعه قرار دادند 0212+735 و PKS 0537-286 که در فاصله ده بیلیون سال نوری از ما قرار دارند.

تا پیش ازاین تلسکوپها قدرت دیدن حزئیات فورانها ی سیاه چاله ای را که در طول موجها ی بین طول موج امواج اشعه ایکس وطول موج امواج اشعه گاما و با انرژی معادل ده کیلو الکترون ولت (keV) و حتی بیشتربه فضا پرتاپ می شوند را نداشتند.

این تیم در مسیر تحقیقات خود به فوتونهایی برخورد کرد ه است که پس از رسیدن به حداکثر10 keV دچار افت انرژی می شوند این همان فوتونهای اشعه ایکس است که تا 10 keV به اوج انرژی خود می رسند و سپس افت می کنند.این کشف وجود زوجهای الکترون پوزیترون را رد می کند.

این تجزیه و تحلیل در چندین مرحله انجام شد.اطلاعات "سویفت" بر این اساس بود که سرعت پاشندگی مواد سیاه چاله ای تا 99.9درصد به سرعت نورنزدیک است و 200 بیلیون تریلیون تریلیون تریلیون تریلیون ذره را با خود به همراه دارد.با توجه به این مساله دانشمندان توانستند در وهله اول کل انرژیِ جنبشی این مواد را محاسبه کنند و در قدم بعدی با مقایسه بین میران این انرژی جنبشی با میزان انرژی فوتونهای نور توانستند جرم مواد پاشنده و درنهایت ترکبیات آن رابه دست آورند.

میزان جرم محاسبه شده تقریبا به اندازه جرم سیاره مشتری است به این صورت که مرکز سیاه چاله همانند یک مسلسل جرمی معادل مشتری را با سرعتی نزدیک به سرعت نوربه خارج از کهکشان پرتاپ می کند و انرژی فوق العاده زیادی را در جهان تولید می کند.

این یافته یک سر آغاز مهم برای دانستن این نکته است که مواد چگونه شکل گرفته اند و هدفی برای فعالیتها ی آتی ناسا با استفاده از تلسکوپ فضاییGLA و ماهواره ژاپنی سوزاکوخوهد بود.





منبع: Spaceflightnow.com
          انجمن هوافضا(با تشکر از حافظ عزیز)