تلسکوپ "ایونت هورایزن" به سراغ ابرسیاهچاله کهکشان راه شیری می‌رود، این بار با همراهی تلسکوپ جیمز وب ناسا

بر فراز قله‌های دورافتاده در سرتاسر سیاره، دانشمندان چشم به راه شنیدن این خبر هستند که "امشب همان شب است": هماهنگی پیچیده میان ده‌ها تلسکوپ روی زمین و در فضا کامل شده، هوا صاف است، به مسایل فنی پرداخته شده- خلاصه همه چیز رو به راهست. زمان آن فرارسیده که به ابرسیاهچاله‌ی مرکز کهکشان راه شیری نگاه کنیم.

این تصویر که از پیوند داده‌هایی در چندین طول موج به دست آمده، داده‌های فروسرخ-نزدیکِ تلسکوپ فضایی هابل را هم در بر دارد. این تصویر در زمان انتشارش در ۲۰۰۹، پُروضوح‌ترین تصویر فروسرخی بود که تا آن زمان از مرکز کهکشان گرفته شده بود- این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر

این "سودوکوی برنامه‌ریزی"، چنانچه اخترشناسان آن را نامیده‌اند، هر روز از یک چالش رصدی با گروه تلسکوپ ایونت هورایزن (تلسکوپ افق رویداد، ئی‌اچ‌تی) رخ می‌دهد، و آنها به زودی بازیکن تازه‌ای خواهند داشت؛ تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا به این همکاری خواهد پیوست. اخترشناسان در زمان نخستین برنامه‌های رصدی جیمز وب، از توان دید فروسرخ آن برای رسیدگی به برخی از چالش‌های یگانه و دیرپای ابرسیاهچاله‌ی راه شیری، که "کمان-ای*" (بخوانید: کمان ای-ستاره) نام دارد بهره خواهند جست.

در سال ۲۰۱۷، تلسکوپ ایونت هورایزن از توان تصویربرداریِ هشت تاسیسات رادیوتلسکوپی سرتاسر زمین بهره گرفت تا نخستین نمای تاریخی از منطقه‌ی درست پیرامون یک ابرسیاهچاله در مرکز کهکشان ام۸۷ را ثبت کند. کمان-ای* به ما نزدیک‌تر از ابرسیاهچاله‌ی ام۸۷، ولی کم‌نورتر از آنست و شراره‌های چشمک‌زن ویژه‌ای در مواد پیرامونش هم رخ می‌دهند که الگوی نور آن را به گونه‌ی ساعتی تغییر می‌دهند و چالش‌هایی را برای اخترشناسان پیش می‌آورند.

پرفسور فرهاد یوسف‌زاده، استاد دانشگاه نورث‌وسترن و پژوهشگر اصلی برنامه‌ی جیمز وب برای رصد کمان-ای* می‌گوید: «ابرسیاهچاله‌ی کهکشان ما تنها نمونه‌ی شناخته شده‌ایست که این گونه شراره‌ها را دارد و اگرچه این کار تصویربرداری از آن منطقه را بسیار دشوار کرده، ولی کمان-ای* را از دید علمی جالب‌تر هم کرده.»

این شراره‌ها دستاوردِ شتابگیری زودگذر ولی شدیدِ ذرات پیرامون سیاهچاله به انرژی‌های بسیار بالاتر هستند، همراه با گسیلش نور. یک سود و برتری بسیار بزرگِ رصد کمان-ای* با تلسکوپ جیمز وب تواناییِ گرفتن داده‌ها در دو طول موجِ گوناگونِ فروسرخ (F210M و F480M) به طور همزمان و پیوسته از جایگاه این تلسکوپ در جایی دورتر از ماه است. جیمز وب دید باز و بی‌مزاحمی خواهد داشت و چرخه‌هایی از شراره‌افکنی و آرامش را رصد خواهد کرد که گروه ئی‌اچ‌تی می‌توانند از آن برای بازبُرد (مرجع) با داده‌های خودشان بهره گرفته و به تصویری روشن‌تر برسند.

سرچشمه یا سازوکاری که شراره‌های کمان-ای* را پدید می‌آورد بسیار مورد بحث و گفتگو است. پاسخ‌ها به این که شراره‌های کمان-ای* چگونه آغاز می‌شوند، اوج می‌گیرند و ناپدید می‌شوند می‌تواند پیامدهای گسترده‌ای برای بررسی آینده‌ی سیاهچاله‌ها و همچنین برای فیزیک ذرات و پلاسما و حتی شراره‌های خورشید داشته باشد.

سرا مارکوف، اخترشناس گروه پژوهشی وب کمان-ای* و جانشین کنونی رییس شورای علمی ئی‌اچ‌تی مو‌گوید: «سیاهچاله‌ها باحالند.  دلیل این که دانشمندان و سازمان‌های فضایی سراسر جهان تلاش بسیاری برای بررسی یاهچاله‌ها دارند اینست که آنها افراطی‌ترین محیط‌ها در کیهانِ شناخته شده‌اند، جاهایی که می‌توانیم نظریه‌های بنیادینمان، مانند نسبیت عام را عملا بیازماییم.»

گازهای گرم شده‌ای که پیرامونِ منطقه‌ی ابرسیاهچاله‌ی کهکشان راه شیری می‌چرخند، در نورِ فروسرخ-نزدیکی که با تلسکوپ فضایی هابل دریافت شده می‌درخشند. این تصویر که در سال ۲۰۰۹ برای بزرگداشت سال جهانی اخترشناسی گرفته شد، پُروضوح‌ترین تصویر فروسرخی بود که تا آن روز از مرکز کهکشان ثبت شده بود- این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر

سیاهچاله‌ها، که وجودشان در بخشی از نظریه‌ی نسبیت عام آلبرت اینشتین پیش‌بینی شده، به گونه‌ای وارونه‌ی آن چیزی هستند که از نامشان بر می‌آید- آنها به جای آن که چاله‌هایی سیاه در فضا باشند، چگال‌ترین و فشرده‌ترین مناطقی از ماده هستند که می‌شناسیم. میدان گرانشی یک سیاهچاله به اندازه‌ای نیرومند است که بافت فضازمان را به گرد خودش می‌پیچاند و هر ماده‌ای که بیش از اندازه به آن نزدیک شود برای همیشه در بندِ آن خواهد ماند، همچنین هر نوری که این ماده می‌گسیلد. از همین روست که سیاهچاله‌ها "سیاه" به نظر می‌رسند. هر نوری که تلسکوپ‌ها می‌بینند عملا نه از خود سیاهچاله، بلکه از ناحیه‌ی پیرامونش می‌آید. دانشمندان درونی‌ترین لبه‌ی این نور را افق رویداد می‌خوانند، همان چیزی که گروه ئی‌اچ‌تی نامش را از آن گرفته (ایونت هورایزن).

تصویر ئی‌اچ‌تی از ام۸۷ نخستین گواهِ مستقیمِ دیداری برای درستیِ پیش‌بینی سیاهچاله‌ی اینشتین بود. سیاهچاله‌ها همچنان زمینه‌ی اثبات نظریه‌ی اینشتین هستند و دانشمندان امیدوارند رصدهای چند-طول موجی و به دقت برنامه‌ریزی شده از کمان-ای* توسط ئی‌اچ‌تی، جیمز وب، پرتو ایکس و رصدخانه‌های دیگر حاشیه‌ی خطا در محاسبه‌های نسبیت عام را کاهش دهد و یا شاید هم نشانگرِ قلمروهای نوینی از فیزیک بشود که هم‌اکنون به درستی نشناخته‌ایم.

رایکوف و یوسف‌زاده هر دو خاطرنشان کرده‌اند که دورنمای "شناخت نوین" و/یا "فیزیک نوین" می‌تواند هیجان‌انگیز باشد، تازه آغاز راه خواهد بود: «این یک فرآیند است. ما به احتمال بسیار در آغاز بیشتر پرسش خواهیم داشت تا پاسخ. گروه پژوهش کمان-ای* برنامه دارد در سال‌های آینده زمان بیشتری را برای کار با جیمز وب درخواست کند، تا رویدادهای شراره‌ای بیشتری را ببیند و با ساختن یک پایگاه داده، الگوهایی را در شراره‌های به ظاهر کتره‌ای شناسایی کند. آگاهی‌های به دست آمده از بررسی کمان-ای* بعدها برای سیاهچاله‌های دیگر به کار گرفته خواهد شد تا ببینیم چه چیزی در سرشت آنها بنیادین است در برابر این که چه چیزی یک سیاهچاله را یگانه می‌سازد.

بنابراین سودوکوی پُرتَنِشِ برنامه‌ریزی تا مدتی ادامه خواهد داشت، ولی اخترشناسان همرایند که ارزش تلاش را دارد. یوسف‌زاده می‌گوید: «این نجیبانه‌ترین کاریست که انسان‌ها می‌توانند انجام دهند، جستجوی راستی.»«این در نهاد ماست. ما می خواهیم بدانیم کیهان چگونه کار می‌کند، چون ما بخشی از کیهانیم. سیاهچاله‌ها می‌توانند سرنخ‌هایی برای برخی از این پرسش‌های بزرگ در خود داشته باشند.»

-------------------------------------------------

تلگرام، توییتر و فیسبوک یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies
twitter.com/1star_7sky
facebook.com/1star7sky

واژه‌نامه:

planet - supermassive black hole - Milky Way galaxy - scheduling Sudoku - Event Horizon Telescope - EHT - NASA - James Webb Space Telescope - Sagittarius A* - Sgr A* - galaxy - M87 - flare - Farhad Yusef-Zadeh - Northwestern University - acceleration - infrared - wavelength - F210M - F480M - Moon - plasma - Sun - Sera Markoff - EHT’s Science Council - general relativity - Albert Einstein - gravitational field - event horizon - X-ray

منبع: nasa

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان