چنبره پیرامون سیاهچاله‌ها رفتار یک فواره آب در یک پارک را دارد
پژوهشگران با بهره از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای و داده‌های تازه‌ی آرایه‌ی بزرگ میلیمتری/زیرمیلیمتری آتاکاما (آلما) پی برده‌اند که حلقه‌های گاز پیرامون ابرسیاهچاله‌های فعال به شکل یک چنبره‌ی ساده نیستند، بلکه گازهایی که از مرکز بیرون می‌زنند با گازهایی که به سوی ابرسیاهچاله کشیده می‌شوند برهم‌کنش انجام داده و یک الگوی گردشی و پویا، مانند فواره‌های پارک‌ها پدید می‌آورند.
 |
| برداشت هنری از گردش گاز پیرامون ابرسیاهچاله‌ی مرکز کهکشان دوپرگار. چنبره‌ی پیرامون این سیاهچاله سه بخش گازی دارد: ۱) قرصی از گازهای مولکولی سرد که به سوی یاهچاله می‌آید، ۲) برون‌ریزی گازهای اتمی داغ، و ۳) گازی که دوباره از آن بالا به قرص برمی‌گردد. تصویر بزرگ‌تر |
در مرکز بیشتر کهکشان‌ها یک ابرسیاهچاله (سیاهچاله‌ی ابرپرجرم) به بزرگی میلیون‌ها تا میلیاردها برابر خورشید لانه دارد. برخی از این ابرسیاهچاله‌ها بیدارند و مواد را به گونه‌ای بسیار فعال می‌بلعند. پژوهش‌های گذشته نشان داده بود که مواد یکراست به درون ابرسیاهچاله‌ها کشیده نمی‌شوند بلکه نخست در مداری پیرامون آن انباشته شده و یک ساختار چنبره-مانند (دونات-مانند) پدید می‌آورند.
گروهی از خترشناسان به رهبری تاکوما ایزومی از رصدخانه‌ی ملی اخترشناسی ژاپن، به کمک آرایه‌ی آلما ابرسیاهچاله‌ی مرکز "کهکشان دوپرگار" را بررسی کردند. این کهکشان ۱۴ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد و در صورت فلکی دوپرگار دیده می‌شود.
آنها مقایسه‌ای میان مشاهدات خود و یک شبیه‌سازی ابررایانه‌ای انجام دادند. این هم‌سنجی (مقایسه) نشان داد که "چنبره"ی فرضی پیرامون ابرسیاهچاله در حقیقت یک ساختار سفت و سخت‌پای (صلب) نیست، بلکه آمیزه‌ای پیچیده [و پیوسته در تغییر] از اجزای گازی پویا و دینامیک است.
نخست، گاز مولکولی سرد به سوی سیاهچاله کشیده شده و یک قرص نزدیک صفحه‌ی چرخش آن می‌سازد. این گازها با نزدیک شدن به سیاهچاله داغ و داغ‌تر می‌شوند تا جایی که به اجزای اتمی و یونی تبدیل می‌شوند. بخشی از این اتم‌ها به جای این که به درون سیاهچاله فرو کشیده شوند، از بالا و پایین قرص [به شکل فواره‌هایی] به بیرون پرتاب می‌شوند. این گازهای اتمی داغ درون فواره‌ها سپس دوباره از آن بالا به پایین، به درون قرص می‌ریزند و یک ساختار پرآشوب سه‌بعدی پدید می‌آورند- مانند آبی که از فواره‌ی پارک‌ها به بیرون افشانده می‌شود.
 |
| تصویر آلما از گازهای پیرامون ابرسیاهچاله‌ی مرکز کهکشان دوپرگار. گازهای مولکولی مونوکسید کربن به رنگ نارنجی و گاز اتمی کربن به رنگ آبی دیده می‌شود. تصویر بزرگ‌تر |
که‌ایچی وادا از دانشگاه کاگوشیمای ژاپن می‌گوید: «مدل‌های نظری گذشته یک چنبره‌ی سفت را در نظر گرفته بودند. شبیه‌سازی ما به جای این که بر پایه‌ی نظریه‌ها و پنداشت‌ها آغاز شود، بر پایه‌ی معادله‌های فیزیک آغاز شد و برای نخستین بار نشان داد که این چرخه‌ی گاز به طور طبیعی یک چنبره می‌سازد. شبیه‌سازی ما می‌تواند ویژگی‌های گوناگونی که در این سامانه دیده شده را نیز توضیح دهد.»
ایزومی می‌گوید: «ما با بررسی حرکت و پراکندگیِ هم گازهای مولکولی سرد و هم گازهای اتمی داغ به کمک آلما ریشه و چگونگی پیدایش این ساختار به اصطلاح "چنبره‌ای" را به گرد سیاهچاله‌های فعال روشن کردیم. با این کشف، ما نیاز به بازنویسی کتاب‌های اخترشناختی خواهیم داشت.»
پژوهشنامه‌ی این دانشمندان در آستروفیزیکال جورنال منتشر شده است.
--------------------------------------------
تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:
واژه‌نامه:
Atacama Large Millimeter/submillimeter Array - ALMA - supermassive black hole - donut - Sun - Takuma Izumi - National Astronomical Observatory - Japan - NAOJ - Circinus Galaxy - Earth - constellation Circinus - computer simulation - Cray XC30 ATERUI - supercomputer - molecular gas - plane - molecule - atom - ion - atomic gas - water fountain - Keiichi Wada - Kagoshima University
منبع: sciencedaily
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان
0 دیدگاه شما:
ارسال یک نظر