به "پژواک" سیاهچاله‌هایی که ستارگان را می‌جوند گوش دهید

در پژوهشی تازه، هشت پژواکِ پیش‌تر ناشناخته از سامانه‌های دوتایی سیاهچاله‌ای پرتو ایکسِ نزدیک در کهکشان راه شیری شناسایی شده و پژواک‌هایشان به موج صوتی برگردانده شده است.


پژواک‌های یک سیاهچاله- اگر ویدیو اینجا اجرا نشد، می‌توانید آن را در تلگرام، فیسبوک یا توییتر یک ستاره در هفت آسمان و یا در خود یوتیوب ببینید


پژوهشگران هشت سامانه‌ی سیاهچاله‌ای تازه‌ی "پژواک‌دهنده" را در کهکشان راه شیری شناسایی کرده‌اند؛ و آنها صدایی مانند گذشتن از درون یک "تونل باد" وهم‌انگیز از خود در می‌آورند. و این پژواک‌ها به گونه‌ای خیره‌کننده نشانه‌هایی را درباره‌ی نقش سیاهچاله‌ها در فرگشت و دگرگونی کهکشان‌ها نشان می‌دهند.

کشش گرانشی یک  سیاهچاله به اندازه‌ای نیرومندست که حتی نور هم نمی‌تواند از آن بگریزد. سیاهچاله‌ها اغلب با انباشت‌هایی از گاز و غبار ابرداغ به نام قرص برافزایشی در بر گرفته شده‌اند. هنگامی که یک سیاهچاله از این مواد می‌خورد، فورانی از پرتو ایکس درخشان تولید می‌کند که از برخورد با مواد ورودی بازمی‌تابد و پژواک می‌یابد.

در این پژوهش تازه، دانشمندان بنیاد فناوری ماساچوست (ام‌آی‌تی) ابزاری به نام "ماشین طنین" (Reverberation Machine) را برای شناسایی هشت "دوتایی سیاهچاله‌ایِ" پژواک‌دهنده‌ی تازه، سامانه‌هایی که در آنها یک ستاره به گرد یک سیاهچاله می‌گردد به کار گرفتند. این الگوریتم، داده‌های به دست آمده از دستگاه "کاوشگر همنهش درونی ستارگان نوترونی" (نایسر، NICER) را که یک تلسکوپ پرتو ایکس وضوح بالا در ایستگاه فضایی بین‌المللی‌ست بررسی و آنالیز می‌کند.

نایسر پرتوهای ایکس گسیلیده از چشمه‌هایی مانند سیاهچاله‌ها و ستارگان نوترونی را بررسی می‌کند. دانشمندان با بهره از این داده‌ها ۲۶ سامانه‌ی دوتایی سیاهچاله-ستاره را شناسایی کردند که پیش از این برای برون‌ریزی‌های پرتو ایکسشان شناخته شده بودند. سپس از میان آنها، ۱۰ سامانه را که به اندازه‌ی کافی برای پژوهشگران نزدیک و درخشان بودند تا بتوانند پژواک‌های پرتو ایکس را در میان برون‌ریزی‌های آنها بازشناسند برگزیدند.

با این روش، هشت پژواکِ پیش‌تر ناشناخته از دوتایی‌های پرتو ایکس ستاره-سیاهچاله آشکار شد. به گفته‌ی پژوهشگران ام‌آی‌تی، تا پیش از این، تنها دو نمونه از چنین سامانه‌هایی برای گسیلش پژواک‌های پرتو ایکس در راه شیری شناخته شده بود.

سیاهچاله های با خوردن گاز و غبار پیرامون، فواره‌هایی از پرتوی ایکس درخشان پدید می‌آورند که با برخورد و بازتاب از روی مواد ورودی پژواک پیدا می‌کنند- این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر

پژوهشگران دریافتند که دامنه‌ی جرم سیاهچاله‌های درون این ۸ سامانه‌ی شناسایی شده از پنج تا ۱۵ برابر خورشید است و همگی هم دارند از ستارگانی خورشیدسان تغذیه می‌کنند. گروه پژوهشگران با بهره از این داده‌ها به بررسی دگرگونی یک سیاهچاله به هنگام خوردن از موادِ ستاره‌ای پرداختند و سپس پژواک‌های پرتو ایکس را به موج صدا برگرداندند که می‌توانید در پنجره‌ی بالای این نوشتار یا در خود یوتیوب آن را بشنوید.

پژوهشگران پژواک‌ها را در هر هشت سامانه با هم سنجیندند و یک دگرگونی مشترک را در کنار سیاهچاله‌ها آشکار کردند. نخست، سیاهچاله‌ها تا چند هفته پرتو ایکس می‌گسیلند و در این مدت تاج‌هایی درخشان (منطقه‌هایی از پلاسمای پرانرژی درست بیرون از مرزهای سیاهچاله را تاج می‌نامند) و فواره‌هایی از مواد که با سرعتی نزدیک به نور بیرون می‌زنند را پدید می‌آورند. سپس در درازنای چند روز، با آرام گرفتن سیاهچاله‌ها و رفتن به حالت‌های کم‌انرژی‌تر، تاج‌ها رو به کم‌نور و ناپدید شدن می‌گذارند و فواره‌ها هم به پت پت کردن و پراکنده شدن می‌افتند.

با این همه، سیاهچاله‌ها پیش از آن که به کلی ناپدید شوند یک فوران پایانی از ذرات پرانرژی می‌گسیلند. به نوشته‌ی ام‌آی‌تی، این می‌تواند به توضیح این که ابرسیاهچاله‌ها -که باور بر اینست که در مرکز همه‌ی کهکشان‌های بزرگ لانه دارند- چگونه ذراتی را تا فاصله‌های بسیار بیرون می‌اندازند و به شکل‌گیری کهکشان کمک کند.

اِرین کارا، یکی از نویسندگان این پژوهش و استادیار فیزیک در ام‌آی‌تی می‌گوید: «نقش سیاهچاله‌ها در فرگشت کهکشانی یک پرسش برجسته در اخترفیزیک نوین است.»«جالب اینجاست که این دوتایی‌های سیاهچاله‌ای مانند ابرسیاهچاله‌های "مینیاتوری" به نظر می‌رسند و بنابراین ما با شناخت برون‌ریزی‌ها در این سامانه‌های کوچک و نزدیک، می‌توانیم بفهمیم برون‌ریزی‌های همانند در ابرسیاهچاله‌ها چگونه بر کهکشان‌هایی که خود در آن لانه دارند اثر می‌گذارند.»

برخی از گسیلش‌های پرتو ایکس از روی قرص‌های برافزایشی سیاهچاله‌ها بازمی‌تابند و پژواک‌هایی از گسیلش آغازین را پدید می‌آورند. پژوهشگران فاصله‌ی میان تاج سیاهچاله و قرص برافزایشی‌اش را بر پایه‌ی زمانی که دستگاه نایسر نور را از تاج دریافت می‌کرد، در برابرِ زمانی که همین دستگاه پژواک‌های پرتو ایکس را دریافت می‌کرد اندازه گرفتند. به نوبه‌ی خود، نقشه‌ی پیرامون سیاهچاله هم نشانه‌هایی را درباره‌ی شیوه‌ی دگرگونی تاج و قرص آشکار کرد.

افزون بر این، پژوهشگران دریافتند که دوره‌ی گذار از یک حالت پرانرژی به کم‌انرژی‌تر در همه‌ی دوتایی‌های سیاهچاله‌ایِ بررسی شده درازتر شد، که نشان می‌دهد فاصله‌ی میان تاج و قرص هم بیشتر شده. به گفته‌ی دانشمندان، این می‌تواند نتیجه‌ی گسترش کوتاه‌مدتِ تاج به هنگام آخرین فوران پرانرژی سیاهچاله پیش از به پایان رساندن خوراکش و خاموش شدنش باشد.

کارا می‌گوید: «ما در آغاز راه هستیم که بتوانیم از این پژواک‌های نور برای بازسازی نزدیک‌ترین محیط‌ها به سیاهچاله‌ها بهره بگیریم.»«اکنون ما نشان داده‌ایم که این پژواک‌ها معمولا مشاهده می‌شوند و می‌توانیم پیوندهای میان قرص یک سیاهچاله و تاج آن را به شیوه‌ای تازه بکاویم.»

یافته‌های این دانشمندان در شماره‌ی ۲ میِ نشریه‌ی آستروفیزیکال جورنال منتشر شده است.

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

تلگرام، توییتر و فیسبوک یک ستاره در هفت آسمان:

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

واژه‌نامه:

echo - black hole X-ray binary system - Milky Way - sound wave - wind tunnel - black hole - galaxy - accretion disk - X-ray - Massachusetts Institute of Technology - MIT - Reverberation Machine - star - NASA - Neutron star Interior Composition Explorer - NICER - International Space Station - neutron star - algorithm - sun - corona - jet - plasma - supermassive black hole - galaxy formation - Erin Kara - reflect - The Astrophysical Journal
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه