بهترین نماها از ابری که قرار بود خوراک سیاهچاله مرکزی کهکشان شود

* بهترین نماهایی که تاکنون از ابر گاز و غبار "G2" به دست آمده تایید می کند که این ابر در ماه می ۲۰۱۴ به کمترین فاصله از سیاهچاله ی ابرپرجرم مرکزی کهکشان راه شیری رسیده بوده ولی از این گذر جان به در برده. این تصاویر همچنین نشان می دهند که جرم جی۲ یک جرم چگال و فشرده است.

* دستاوردهای تازه ی تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه ی جنوبی اروپا (اسو، ESO) نشان می دهند که گویا این جرم در اثر نیروی گرانش سیاهچاله چندان کش نیامده و همچنان بسیار چگال است. به احتمال بسیار، این جرم نه یک توده ابر، بلکه یک ستاره ی جوان با هسته ای پرجرم است که هنوز در گام گردآوری و برافزایش مواد به سر می برد. خود سیاهچاله ی مرکزی کهکشان هم هنوز هیچ افزایشی در فعالیتش دیده نشده.
 این تصویر که از همگذاری نماهای چند سال درست شده، جرم جی۲ را به هنگام نزدیک شدن به ابرسیاهچاله ی مرکزی کهکشان، رسیدن به نزدیک ترین نقطه به آن، و دور شدن از آن نشان می دهد. رصدهای تازه ی تلسکوپ وی‌ای‌تی نشان می دهند که گویا این ابر از رویارویی با سیاهچاله ی مرکزی کهکشان جان به در برده و به شکل یک جرم فشرده که چندان کش نیامده و پراکنده نشده باقی مانده است. رنگ ها جابجایی ابر را نشان می دهند؛ رنگ سرخ نشانه ی دور شدن و رنگ آبی نشانه ی نزدیک شدن آن نسبت به زمین است. نشان + جایگاه سیاهچاله را می نمایاند. در تصویر دوم، سال های هر یک از این رصدها هم به این تصویر افزوده شده.
در مرکز کهکشان راه شیری یک سیاهچاله ی ابرپرجرم با جرم چهار میلیون برابر خورشید لانه کرده است. دسته ی کوچکی از ستارگان درخشان به گرد این سیاچاله در گردشند ولی در چند سال گذشته یک ابر غبار اسرارآمیز که دانشمندان آن را جرم جی۲ نامیده اند نیز پیدا شده که در حال کشیده شدن به سوی آنست. به پیش بینی دانشمندان، این جرم می بایست در می ۲۰۱۴ به نزدیک ترین نقطه با نام peribothron می رسید.

چشمداشت دانشمندان این بود که نیروهای بزرگ کِشندی ناشی از گرانش سهمگین سیاهچاله در این منطقه، ابر را تکه تکه کرده و آن را در مسیر مدارش پراکنده کند؛ همچنین بخش هایی از این مواد به کام سیاهچاله رود و به فوران ناگهانی سیاهچاله و پدیده های دیگری بیانجامد که نشانگر لذت بردن این هیولا از یک وعده خوراک کمیاب بود. گروه های بسیاری از اخترشناسان در چند سال گذشته به هدف بررسی این رویدادهای بی همتا، این منطقه را با تلسکوپ های بزرگ در سراسر جهان به دقت زیر نظر داشته اند. [خوانده بودید: * خوراک هیولا می رسد: برای نخستین بار، فرو رفتن یک ابر به درون یک سیاهچاله دیده می شود]

یکی از این گروه ها به رهبری آندریاس اکارت از دانشگاه کلن آلمان، با بهره از تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) در رصدخانه ی جنوبی اروپا این ناحیه را به مدت چند سال رصد کرده (۱)؛ از جمله همین رصدهای تازه که در دوره ی بحرانی فوریه تا سپتامبر ۲۰۱۴ انجام شده بود، یعنی درست پیش و پس از رویداد peribothron در می ۲۰۱۴. این مشاهدات تازه با مشاهدات پیش تری که با بهره از تلسکوپ کِک در هاوایی انجام شده بود همخوانی داشت (۲).

تصاویر پرتوهای فروسرخ گسیلیده از هیدروژن برافروخته نشان می دهند که این ابر چه پیش و چه پس از رسیدن به نزدیک ترین نقطه ی مدارش به گرد سیاهچاله، فشرده و چگال است.

دستگاه SINFONI که بر روی تلسکوپ وی‌ال‌تی نصب شده افزون بر گرفتن تصاویر بسیار روشن و واضح، نور را به رنگ های فروسرخ تشکیل دهنده اش تجزیه می کند و از این راه به دانشمندان اجازه می دهد سرعت ابر را برآورد کنند (۳). بر پایه ی این برآوردها، ابر پیش از رسیدن به نزدیک ترین نقطه داشت با سرعت حدود ۱۰ میلیون کیلومتر بر ساعت از زمین دور می شد و پس از گردش به دور سیاهچاله، با سرعتی حدود ۱۲ میلیون کیلومتر بر ساعت رو به زمین پیش می آمد.

فلورین پیسکر، یک دانشجوی دکترا در دانشگاه کلن و کسی که بسیاری از این رصدها را انجام داده می گوید: «پشت تلسکوپ بودن و دیدن داده هایی که از رخدادهای همزمان می رسید یک تجربه ی فریبنده و جذاب بود.» مونیکا والنسیا-اس، دانشجوی پسادکترا، باز هم از دانشگاه کلن، و کسی که کا چالش برانگیز پردازش داده ها را بر عهده داشت نیز می گوید: «این که ببینی پرتوهای تابیده از یک ابر غبار پیش و پس از نزدیک ترین نقطه به سیاهچاله همچنان فشرده می ماند چیز شگفت انگیزی بود.»
اگرچه مشاهدات پیشین نشان داده بودند که جرم جی۲ دارد کش می آید، ولی در رصدهای تازه نشانه ای از پخش شدن آن چنانی دیده نمی شود؛ نه کش آمدن از نظر دیداری، و نه این که بخش های گوناگونش اختلاف سرعت بیشتری پیدا کنند.

این دانشمندان افزون بر مشاهداتی که با دستگاه SINFONI انجام شد، رشته سنجش های دامنه داری هم با بهره از دستگاه NACO بر روی قطبش نورهایی انجام دادند که از ناحیه ی سیاهچاله ی ابرپرجرم می آمد. دستگاه NACO هم بر روی تلسکوپ وی‌ال‌تی نصب شده. این مشاهدات تاکنون بهترین رصدها بوده اند و نشان می دهند که رفتار موادی که در حال برافزایش روی سیاهچاله اند بسیار پایدار است، و -تاکنون- در اثر رسیدن مواد جی۲ دچار آشفتگی نشده.

تاب آوردن این ابر در برابر کشش های گرانشی سهمگینی که در چنین فاصله ی نزدیکی به سیاهچاله بر آن وارد می شود قویا نشان می دهد که این ابر یک جرم چگال با هسته ای سنگین را در بر گرفته، نه این که یک توده ابر آزاد و شناور باشد. این که "تاکنون" شواهدی از فروکشیده شدن مواد توسط سیاهچاله، و فوران و افزایش فعالیت آن دیده نشده هم دلیل دیگریست که نشان می دهد جرم جی۲ یک توده ابر آزاد نیست.

جمع بندی آندریاس اکارت از نتایج تازه چنین است: «ما همه ی داده های به دست آمده را بررسی کردیم، به ویژه داده های سال ۲۰۱۴، زمانی که نزدیک ترین گذر جی۲ از کنار سیاهچاله انجام شد. ما نمی توانیم هیچ گونه کش آمدن چشمگیری را تایید کنیم. رفتار این جرم بی شک همانند یک ابر غبار بی-هسته نیست. به گمان ما این جرم باید یک ستاره ی جوان پوشیده در غبار باشد.»

در ویدیوی زیر، رویارویی این جرم با سیاهچاله را بدون رنگ آمیزی می بینید. برای دریافت نگارش های گوناگون ویدیو به این پیوند بروید.

--------------------------------------------
یادداشت ها:
۱) از آنجایی که این ناحیه در پس ابرهای فشرده ی غبار پنهان شده، رصد آن بسیار دشوار است و نیاز به مشاهدات در نور فروسرخ دارد. همچنین برای دیدن رخدادهایی که بسیار نزدیک به سیاهچاله انجام می شوند نیاز به  اپتیک سازگار (تطبیقی) هست تا بتوان تصاویری با وضوح کافی به دست آورد. گروه دانشمندان برای این منظور دستگاه SINFONI روی تلسکوپ بسیار بزرگ را به کار بردند. آنان برای زیر نظر گرفتن رفتار ناحیه ی سیاهچاله ی مرکزی در نور قطبیده هم از دستگاه NACO بهره جستند.

۲) تصاویر وی‌ال‌تی هم وضوح بهتری دارند (به دلیل آن که در طول موج های کوتاه تر گرفته شده اند) و هم این که به کمک دستگاه های SINFONI و NACO سنجش های دیگری را هم نشان می دهند: سنجش سرعت ها با SINFONI و سنجش قطبش با NACO.

۳) از آن جا که این ابر غباری نسبت به زمین جابجا می شود -تا پیش از رسیدن به نزدیک ترین فاصله از سیاهچاله، از زمین دور می شد و پس از آن به زمین نزدیک می شود- پدیده ی دوپلر باعث تغییر طول موج نور دریافتی می شود. این تغییرات طول موج را می توان با بهره از یک طیف نگار حسمند و دقیق مانند دستگاه SINFONI روی وی‌ال‌تی اندازه گرفت. با بهره از این تغییرات همچنین می توان گستره ی سرعت های مواد درون ابر را نیز سنجید، البته در صورتی که این ابر -چنان چه در گزارش های گذشته آمده بود- به میزان چشمگیری در راستای مدارش پخش شده و کش آمده باشد.

واژه نامه:
G2 - supermassive black hole - Milky Way - ESO - Very Large Telescope - star - core - black hole - Sun - Milky Way galaxy - peribothron - tidal force - galactic centre - Andreas Eckart - VLT - Keck Telescope - infrared - hydrogen - SINFONI - Earth - Florian Peissker - PhD student - Monica Valencia-S. - polarisation - NACO - resilience - wavelength - Doppler shift - spectrograph - adaptive optics

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه