این سیاهچاله چرخان به اطرافش قطرات پلاسما پرتاب می‌کند!

0
3
سیاهچاله چرخان
سیاهچاله چرخان

سیاهچاله‌ها عجیب‌ترین پدیده‌های کیهانی هستند که شناخته شده‌اند و هم هنوز ناشناخته‌اند! هر روز هم چیز جدیدی برای شگفت‌زده کردنمان دارند. چیزهای زیادی هست که درباره سیاهچاله‌ها نمی‌دانیم و از آن بدتر اینکه نمی‌دانیم ندانسته‌هایمان چقدر است! به همه اینها مشاهده یک پدیده جدید را هم اضافه کنید که سیاهچاله‌ها را رازآلودتر کرده: یک سیاهچاله چرخان بسیار سریع که قطرات پلاسمای خیلی بزرگ از آن خارج می‌شود!

این سیاهچاله بخشی از جفت دودویی با نام V404 Cygni است. سیاهچاله در حال بلعیدن ستاره همراهش است، جرم ستاره را به درون قرص برافزایشی خودش می‌مکد و سپس این مواد را از طریق دو فواره به بیرون پرتاب می‌کند! درست است که همه سیاهچاله‌ها فواره ندارند اما این رفتاری غیرعادی محسوب نمی‌شود. مورد غیرطبیعی زمانبندی خروج مواد از فواره‌های سیاهچاله چرخان است. جریان خروج مواد ثابت نیست و مواد به شکل قطره قطره بیرون می‌آیند.

جفت دودویی V404 Cygni حدود هشت هزار سال نوری از زمین فاصله دارد. برای اولین بار در سال ۱۹۸۹ و زمانی که انفجار شدیدی از مواد و تابش‎های با انرژی بالا داشت، شناسایی شد. بعد از این انفجار تاریخی هم ب مدت ۲۶ سال در سکوت فرو رفت.

سال ۲۰۱۵ بود که دوباره زبانه کشید و ماهواره INTEGRAL آژانس فضایی اروپا توانست آن را در پرتوهای گاما با انرژی بالا مطالعه کند. V404 Cygni تبدیل به درخشان‌ترین جرم آسمانی در پرتوهای گاما شد. اریک کولکرز، یکی از دانشمندان پروژه INTEGRAL همان موقع گفته بود:

«در حال حاضر رفتار این منبع خارق‌العاده است. V404 Cygni تلالوهای درخشان و تکرارشونده نور در مقیاس زمانی کوتاهتر از یک ساعت دارد. چیزی که به ندرت در سایر سیاهچاله‌ها دیده می‌شود.»

بیایید ببینیم این سیاهچاله چرخان چرا اینطور رفتار می‌کند؟

در ساختنی بخوانید :
برای اولین بار میدان مغناطیسی یک سیاهچاله رصد شد

ابتدا بهتر است بدانیم سیاهچاله‌هایی مثل این یکی معمولا چطور رفتار می‌کنند. گرانش شدید سیاهچاله، مواد را از ستاره همراهش به سمت قرص برافزایشی می‌کشند. قرص برافزایشی می‌چرخد، مواد را گرم می‌کند و باعث درخشش آنها می‌شود. برخی از این مواد هیچوقت به سیاهچاله نمی‌رسند و از طریق فواره‌ها بیرون‌ریزی می‌شوند.

تصویرسازی سیاهچاله چرخان در حال بلعیدن ستاره همراهش
تصویرسازی سیاهچاله چرخان در حال بلعیدن ستاره همراهش

حالا یک مطالعه جدید براساس داده‌هایی که در طول چندین رصد از انفجار سال ۲۰۱۵ گردآوری شده‌ بودند، توضیح جالبی برای این رفتار ارائه کرده است. توضیحات بیشتر را از زبان سیمونه میلیاری، متخصص فیزیک نجومی در آژانس فضایی اروپا و یکی از اعضای ارشد تیم تحقیقاتی بخوانید:

«در طول انفجار و زمانی که مواد با سرعت خیلی بالا از نزدیکی سیاهچاله چرخان به بیرون می‌ریختند، موفق به مشاهده جزییاتی از برون‌ریزی‌های فواره شدیم. ما دیدیم که فواره‌ها مواد را در جهات مختلف و بازه زمانی کمتر از یک ساعت به بیرون پرتاب می‌کردند. این نشان می‌دهد بخش داخلی سیستم سیاهچاله با سرعت زیادی در حال چرخش است.»

بله؛ سیاهچاله در حال بلعیدن ستاره همراهش است و مواد را به داخل قرص برافزایشی خودش می‌کشد. به طور طبیعی قسمتی از این مواد هم توسط فواره‎ها به بیرون پرتاب می‌شوند. اما این مطالعه نشان داده چنین اتفاقی فقط باید در انفجارها رخ بدهد چون سیاهچاله به هر دلیلی با قرص برافزایشی خودش ناهماهنگ شده است.

تفاوت سیاهچاله چرخان V404 Cygni اینجاست که محققان گمان می‌کنند قرص مواد و سیاهچاله ناهماهنگ هستند. به نظر می‌رسد این ناهماهنگی باعث می‌شود بخش درونی قرص مثل یک فرفره کم‌سرعت تلو تلو بخورد و همین طور که جهتش تغییر می‎کند، فواره‌‌هایی را در جهات مختلف پرتاب کند.

در ساختنی بخوانید :
پهپادهای آمازون برای آزمایش در ایالات متحده آماده اند

تلو تلو خوردن یعنی مواد با نرخ یکسان درون سیاهچاله نمی‌ریزند. وقتی انفجاری در کار باشد، حجم زیادی از مواد در بازه زمانی کم درون سیاهچاله می‌ریزند. همین حجم مواد درون قرص برافزایشی را افزایش می‌دهد و منجر به انفجار و فوران انرژی می‎شود.

محققان به این خاطر از داده‌های پروژه INTEGRAL برای این مطالعه استفاده کردند که سیاهچاله چرخان را به مدت چهار هفته رصد کرده بود. سایر رصدخانه‌ها فقط برای چند ساعت این سیاهچاله را رصد کرده بودند. داده‌های INTEGRAL این امکان را برای دانشمندان فراهم کرد تا مکانیزم ، هندسه و سطح انرژی سیاهچاله را بشناسند و بین جریان مواد ورودی و خروجی ارتباط برقرار کنند.

داده‎های پرتوی ایکس از مدلی پشتیبانی می‌کنند که در آن بخش داخلی قرص برافزایشی نسبت به سایر بخش‌های سیاهچاله چرخان کمی شیب دارد. به احتمال زیاد علت این شیب هم تمایل جهت چرخش سیاهچاله به سمت مدار ستاره همراهش است.

ناهماهنگی سیاهچاله سیستم V404 Cygni با قرص برافزایشی خودش
ناهماهنگی سیاهچاله سیستم V404 Cygni با قرص برافزایشی خودش

اما سوال اصلی همچنان پابرجاست: چرا ناهماهنگی به وجود می‌آید؟

فعلا فقط چند حدس اولیه وجود دارد که هیچکدام تایید نشده‌اند. قویترین حدس درباره علت ناهماهنگی درون سیاهچاله چرخان وجود یک ابرنواختر است. این سیاهچاله در وهله اول توسط یک ابرنواختر ایجاد شده و همین ضربه اول می‌تواند منجر به بروز ناهماهنگی بین سیاهچاله و بخشی از قرص برافزایشی آن شده باشد. حالا گروه تحقیقاتی قصد دارند این سناریو را بیشتر بررسی کنند.

منبع