هماهنگی رصدخانه‌های ناسا با تلسکوپی که نخستین عکس را از یک سیاهچاله ثبت کرد

برای نخستین بار یک سیاهچاله و سایه‌اش به تصویر کشیده شدند، شاهکاری تاریخی که به کمک آرایه‌ای بین‌المللی از رادیوتلسکوپ‌ها به نام "تلسکوپ ایونت هورایزن" یا تلکوپ افق رویداد (ئی‌اچ‌تی، EHT) انجام شد. ئی‌اچ‌تی یک همکاری بین‌المللی، با پشتیبانی چند سازمان در آمریکا از جمله بنیاد ملی علوم است.
تصویر تلسکوپ ایونت هورایزن (ئی‌اچ‌تی، EHT) ازابرسیاهچاله‌ی مرکز کهکشان بیضیگون ام۸۷. سیاهچاله را حلقه‌ای درخشان از مواد داغ در بر گرفنه که زیر کشش گرانش سهمگین آن، پیرامون افق رویدادش در گردشند.
یک سیاهچاله جرمی بی‌اندازه چگال است که حتی نور هم توان گریز از آن را ندارد. هر چیزی که به درون "افق رویداد" سیاهچاله، یعنی نقطه‌ی بی‌بازگشتِ آن برود به چاه ویلش فرو رفته و به دلیل گرانش باورنکردنی آن دیگر هرگز باز نخواهد گشت. سرشتی که سیاهچاله دارد اجازه‌ی دیدن آن را نمی‌دهد ولی قرص داغ موادی که به گرد آن می‌چرخند به روشنی دیده می‌شود. سیاهچاله در برابر یک چنین پس‌زمینه‌ی درخشانی از خود سایه‌ای می‌سازد.

این تصویر خیره‌کننده‌ی تازه‌ سایه‌ی ابرسیاهچاله‌ی مرکز کهکشان مسیه ۸۷ (ام۸۷) را نشان می‌دهد، یک کهکشان بیضیگون در فاصله‌ی حدود ۵۵ میلیون سال نوری زمین. این سیاهچاله جرمی هم‌ارز ۶.۵ میلیارد برابر خورشید دارد. ثبت سایه‌ی این سیاهچاله با همکاری هشت رادیوتلسکوپ در سرتاسر سیاره‌ی زمین امکان‌پذیر شده که با کار کردن هماهنگ توانِ یک تلسکوپ مجازی به بزرگی سیاره‌ی زمین را به دست می‌آورند.

پل هرتز، مدیر بخش اخترفیزیک در مرکز فرماندهی ناسا در واشنگتن می‌گوید: «این شاهکاری شگفت‌انگیزست که توسط گروه ئی‌اچ‌تی انجام شده. تا چند سال پیش فکر می‌کردیم برای تصویربرداری از یک سیاهچاله باید یک تلسکوپ فضایی بسیار بزرگ بسازیم. ئی‌اچ‌تی با چند رادیوتلسکوپ هماهنگ در سراسر دنیا که همگام با یکدیگر، کارکرد یک دستگاه را پیدا کردند توانست چند دهه زودتر [از ساختن یک تلسکوپ فضایی بسیار بزرگ] به این مهم دست یابد.»

در تلاشی دیگر برای تکمیل دستاورد ئی‌اچ‌تی، چند فضاپیمای ناسا نیز هماهنگ با "گروه کاریِ چندطول موجی"ِ برنامه‌ی ئی‌اچ‌تی این سیاهچاله را در طول موج‌های دیگری از نور رصد کردند. از جمله‌ی این فضاپیماها، رصدخانه‌ی پرتو X چاندرا، آرایه‌ی تلسکوپی طیف‌سنجی هسته‌ای (نوستار) و تلسکوپ فضایی نیل گرلز سویفت بود که هگی در طیف‌های گوناگون پرتو ایکس، و تقریبا همزمان با تلسکوپ ایونت هورایزن در آوریل سال ۲۰۱۷ رو به ابرسیاهچاله‌ی مرکز ام۸۷ تنظیم شدند. اگر ئی‌اچ‌تی تغییری در ساختار محیط پیرامون ابرسیاهچاله می‌دید، داده‌های آن و دیگر تلسکوپ‌ها می‌توانست به دانشمندان برای پی بردن به آنچه که در آنجا می‌گذرد کمک کند.

رصدهای ناسا به طور مستقیم این تصویر تاریخی را نشان نمی‌دادند، ولی اخترشناسان با بهره از داده‌های چاندرا و نوستار میزان درخشش فواره‌ی ام۸۷ را اندازه گرفتند. آنها با بهره از این اطلاعات مدل‌هایی که برای فواره‌ و قرص پیرامون سیاهچاله‌ی ام۸۷ پدید آورده بودند را با عکس‌های ئی‌اچ‌تی مقایسه کردند. در ادامه‌ی کاوش و بررسی این داده‌ها شاید یافته‌های و دیدگاه‌های دیگری هم به دست آید.

پرسش‌های دیگری درباره‌ی سیاهچاله‌ها وجود دارد که این رصدهای هماهنگ شده‌ی ناسا می‌تواند به یافتن پاسخشان کمک کند. رازهای ناگفته‌ای در این باره که ذرات پیرامون سیاهچاله‌ها چرا این همه انرژی می‌گیرند، و فواره‌هایی چشمگیر می‌سازند که با سرعتی نزدیک به سرعت نور از قطب‌های سیاهچاله بیرون می‌زند. هنگامی که مواد به درون سیاهچاله فروکشیده می‌شود، این انرژی کجا می‌رود.
تصویر نمای نزدیک رصدخانه‌ی پرتو X چاندرا از هسته‌ی کهکشان بیضیگون ام۸۷. اندازه‌ی بزرگ‌تر
جوئی نیلسن، اخترشناس دانشگاه ویلانووا در پنسیلوانیا، و رهبر برنامه‌های چاندرا و نوستار، از جانب "گروه کاری چندطول موجی" ئی‌اچ‌تی می‌گوید: «پرتوهای X به ما کمک می‌کند تا آنچه که نزدیک افق رویداد برای ذرات رخ می‌دهد و آنچه که می‌توانیم با تلسکوپ‌هایمان بسنجیم را به هم پیوند دهیم.»

تلسکوپ‌های فضایی ناسا پیش از این هم فواره‌ای که تا بیش از ۱۰۰۰ سال نوری از مرکز ام۸۷ بیرون زده را بررسی کرده بودند. این فواره از ذراتی ساخته شده که با سرعتی نزدیک به سرعت نور و انرژی بسیار بالا از جایی نزدیک افق رویداد سیاهچاله به فضا افشانده می‌شوند. یکی از دلایل ساخت ئی‌اچ‌تی بررسی ریشه‌ی این فواره و دیگر نمونه‌های از این دست بوده. در سال ۱۹۹۹، تلسسکوپ هابل یک توده‌ی مواد در این فواره یافت که به نام اچ‌اس‌تی-۱ نامیده شد. این توده در چرخه‌ای رازآلود، کم نور و پرنور شده است.

چاندرا، نوستار، سویفت، و همچنین دستگاه "کاوشگر همنهش درونی ستارگان نوترونی" (نایسر، NICER) در ایستگاه فضایی بین‌المللی در هماهنگی با ئی‌اچ‌تی، ابرسیاهچاله‌ی مرکز کهکشان خودمان که کمان ای* نام دارد را هم رصد کردند.

تنها خودِ به کار گرفتن چندین تلسکوپ گوناگون در فضا و روی زمین، آن هم همگی برای رصد یک جرم کیهانی، یک ماجراجویی و مسئولیت بسیار بزرگ است.

نیلسن می‌گوید: «برنامه‌ریزیِ همه‌ی این رصدهای هماهنگ کاری بسیار دشوار هم برای ئی‌اچ‌تی و هم برای برنامه‌ریزان چاندرا و نوستار بود. آنها برای دستیابی ما به این داده‌ها کاری واقعا باورنکردنی انجام دادند، و بسیار از آنها سپاسگزاریم.»

نیلسن و همکارانش در این رصدهای هماهنگ، کار کالبدشکافی کل طیف نوری که از سیاهچاله‌ی ام۸۷ دریافت شده را از پرتوهای رادیویی کم‌انرژی تا پرتوهای پرانرژیِ گاما آغاز خواهند کرد. احتمالا با این حجم داده‌هایی که از ئی‌اچ‌تی و دیگر تلسکوپ‌ها به دست آمده دانشمندان سال‌ها اکتشاف پیش رو خواهند داشت.

--------------------------------------------
مطلبی جالب درباره‌ی فواره‌ی کهکشان ام۸۷:
* شعبده‌بازی کیهانی: فواره‌ای با سرعت ۵ برابر سرعت نور!

--------------------------------------------
تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

واژه‌نامه:
black hole - radio telescope - Event Horizon Telescope - EHT - U.S. - National Science Foundation - event horizon - supermassive black hole - Messier 87 - M87 - elliptical galaxy - Earth - Sun - planet - Paul Hertz - NASA Headquarters - Washington - Multiwavelength Working Group - wavelength - Chandra X-ray Observatory - Nuclear Spectroscopic Telescope Array - NuSTAR - Neil Gehrels SwiftObservatory - X-ray - Joey Neilsen - Villanova University - Pennsylvania - HST-1 - Hubble - Neutron star Interior Composition Explorer - NICER - International Space Station - Milky Way galaxy - Sagittarius A*

منبع: nasa

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه