این هم نخستین تصویر از ابرسیاهچاله مرکز کهکشان خودمان

* گروه همکاری تلسکوپ ایونت هورایزن نخستین تصویر را ازابرسیاهچاله‌ی کهکشان خودمان "کمان ای*" منتشر کرد؛ و این تصویر درست همانگونه است که پیش‌بینی شده بود.

نخستین تصویر از کمان ای*، ابرسیاهچاله‌ی مرکز کهکشان راه شیری- این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر

برای نخستین بار، دانشمندان عکسی از ابرسیاهچاله‌ی مرکز کهکشان خودمان گرفته‌اند. این دومین تصویر یک سیاهچاله است که تاکنون پدید آمده.

این تصویر را تلسکوپ ایونت هورایزن (افق رویداد، ئی‌اچ‌تی، EHT) گرفته، آرایه‌ای از رصدخانه‌ها در سرتاسر جهان که با هم مانند یک رادیوتلسکوپ یگانه‌ی غول‌پیکر کار می‌کنند. ایونت هورایزن در سال ۲۰۱۷ دو ابرسیاهچاله را رصد کرد: ابرسیاهچاله‌ی مرکز کهکشان خودمان که "کمان ای*" نام دارد و ابرسیاهچاله‌ی مرکز کهکشان ام۸۷ که ام۸۷* نام گرفته [بخوانید: ام۸۷-ستاره]. تصویر ام۸۷* در سال ۲۰۱۹ منتشر شد و اکنون، پس از سه سال بررسی پردردسرِ داده‌ها، این گروه سرانجام تصویرش از کمان-ای* را منتشر کرده.

زیری یونسی، پژوهشگر ئی‌اچ‌تی در کالج  دانشگاهی لندن می‌گوید: «این چیزی‌ست که از آغاز می‌خواستیم ارایه دهیم.»«سیاهچاله‌ی ما این گونه است.»

سیاهچاله‌ها هیچ نوری از خود نمی‌گسیلند، پس این تصویر سایه‌نما (ضدنور) از سیاهچاله را در برابر پس‌زمینه‌ی درخشان پلاسمای داغ نشان می‌دهد که به گرد سیاهچاله می‌چرخند و به درونش کشیده می‌شوند.

این فرآیند با این سیاهچاله بسیار سریع‌تر رخ می‌دهد تا سیاهچاله‌ی ام۸۷*، که این یکی از دلایلی است که چرا تصویر تازه این همه زمان برد تا پدید بیاید. ام۸۷* که ۵۵ میلیون سال نوری از زمین دورتر است، با جرم حدود ۶.۵ میلیارد برابر خورشید، یکی از بزرگ‌ترین سیاهچاله‌های شناخته شده در کیهان و بیش از ۱۰۰۰ برابر پرجرم‌تر از کمان-ای* است. در نتیجه، پلاسما برای یک دور کامل چرخیدن به گرد ام۸۷* چند روز تا چند هفته زمان نیاز دارد، ولی برای چرخش به گرد کمان ای* تنها چند دقیقه.

تصویرهای تلسکوپ ایونت هورایزن از سیاهچاله‌های مرکز کهکشان ام۸۷ (سمت چپ) و ابرسیاهچاله‌ی مرکز کهکشان خودمان (سمت راست)- اندازه‌ی بزرگ‌تر

چی-کوان چان، پژوهشگر ئی‌اچ‌تی در دانشگاه آریزونا می‌گوید: «این بدان معناست که درخشش و الگوی گاز پیرامون کمان ای* به هنگامی که گروه ئی‌اچ‌تی آن را مشاهده می‌کرد به سرعت دگرگون می‌شد-کمی مانند گرفتنِ یک عکس خوب از سگی که به سرعت به دنبال دمش می‌گردد.»

یک سختی دیگر هم این واقعیت بود که زمین در لبه‌ی کهکشان راه شیری جای دارد، بنابراین پژوهشگران باید با نوری که از همه‌ی ستارگان، گاز و غباری که میان زمین و کمان ای* می‌آید دست و پنجه نرم می‌کردند. برای گرفتن تصویر پایانی، آنها نماهای بسیاری را که در درازنای چندین شب گرفته شده بود گرد آوردند و برای پردازش داده‌ها از یک ابررایانه بهره گرفتند.

یونسی می‌گوید: «با ام۸۷* همه خوشحال و شاد بودند، ولی پدید آوردن این تصویر بسیار سخت‌تر بود، بنابراین همگی این بار واقعا محتاط و هوشیار بودند.»«ما کمی محافظه‌کارانه‌تر به آن نزدیک شدیم- واقعا، همه به جای کلاه حزبی، کلاه علمی‌شان را بر سر داشتند.»

تصویر پایانی با وجود تفاوت اندازه و محیط سیاهچاله‌ها، همانندی چشمگیری با تصویر سال ۲۰۱۹ از ام۸۷* داشت. سارا مارکوف، دانشمند ئی‌اچ‌تی از دانشگاه آمستردام در هلند می‌گوید: «ما دو گونه کهکشان به کلی متفاوت داشتیم و دو سیاهچاله با جرم بسیار متفاوت، ولی نزدیک لبه‌ی این سیاهچاله‌ها، به گونه‌ی شگفت‌انگیزی همانند بودند.»«این به ما می‌گوید که نسبیت عام [آلبرت اینشتین] از نزدیک بر این اجرام فرمان می‌راند و هر تفاوتی که دورتر از آنها می‌بینیم باید زیر سرِ تفاوت‌ها در موادی باشد که سیاهچاله‌ها را در بر گرفته.»

یک همسنجی (مقایسه) میان اندازه‌های هر دو ابرسیاهچاله: ام۸۷* و کمان ای*. اینجا اندازه‌ی کمان ای* نه تنها با ام۸۷*، بلکه با قطر خورشید و مدارهای پلوتو و تیر همسنجیده شده. قطر خورشید و جایگاه کنونی وویجر۱، دورترین فضاپیما از زمین هم نمایانده شده. ام۸۷* با جرم شش و نیم میلیارد برابر خورشید، بزرگ‌ترین سیاهچاله‌ی شناخته شده در کیهان است، بسیار بزرگ‌تر از کمان ای* که تنها ۴ میلیون برابر خورشید جرم دارد. ام۸۷* حدود ۵۵ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد که بسیار دورتر از فاصله‌ی ۲۷ هزار سال نوری کمان ای* است. به دلیل فاصله‌های نسبی این دو ابرسیاهچاله از زمین، در آسمان هم‌اندازه به نظر می‌رسند- تصویر بزرگ‌تر

مشاهده‌پذیرترین پیش‌بینی نسبیت عام اینست که حلقه‌ی نور پیرامون سیاهچاله باید کمی کج باشد. کشش گرانشی کمان ای* به اندازه‌ای نیرومند است که نور را خم می‌کند و باعث می‌شود پلاسمایی که رو به ما می‌چرخد درخشان‌تر از پلاسمایی که رو به پشت سیاهچاله می‌چرخد به نظر برسد.

هنگامی که پژوهشگران تصویر کمان ای* را با دسته‌ای از صدها هزار سیاهچاله‌ی شبیه‌سازی شده در سناریوهایی که از نسبیت عام پیروی نمی‌کنند مقایسه کردند دریافتند که کمان ای* همخوانی نزدیکی با مدل‌های نسبیتی دارد. یونسی می‌گوید: «یکی از چیزهایی که شخصا مرا شگفت‌زده کرد این بود که چقدر این تصویرها همانند چیزی که نظریه پیش‌بینی می‌کند هستند.»«اینشتین باز هم درست می‌گفت، و این برای کسانی که نظریه‌های دیگری برای چیستیِ گرانش دارند شاید کمی نومیدکننده باشد.»

همچنان که پژوهشگران به بررسی داده‌های سیاهچاله ادامه می‌دهند و می‌فهمند که دو سیاهچاله چگونه با یکدیگر هم‌سنجیده می‌شوند، مجموعه‌ی تازه‌ای از مشاهدات هم برای بررسی دارند. پیش از تازه‌ترین چالش رصدی در مارس ۲۰۲۲، سه تلسکوپ دیگر هم به آرایه‌ی ئی‌اچ‌تی افزوده شدند و این یعنی تصویرهای آینده باید پُروضوح‌تر باشند و جزییات ظریف در ناحیه‌های پیرامون سیاهچاله‌ها را آشکار کنند. این گروه همچنین سرگرم کار برای ساختن یک ویدیو است که دگرگونی کمان ای* در گذر زمان را نشان می‌دهد.

تصویر رصدخانه‌ی پرتو ایکس چاندرای ناسا از مرکز کهکشان راه شیری و کمان ای*- تصویر بزرگ‌تر

کهکشان راه شیری و جایگاه ابرسیاهچاله‌ی مرکزی‌اش از دید آرایه‌ی بزرگ میلیمتری/زیرمیلیمتری آتاکاما- اندازه‌ی بزرگ‌تر

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

تلگرام، توییتر و فیسبوک یک ستاره در هفت آسمان:

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

واژه نامه:

Event Horizon Telescope - galaxy - supermassive black hole - Sagittarius A* - black hole - EHT - radio telescope - Milky Way - Sgr A* - M87 - M87* - Ziri Younsi - University College London - silhouette - plasma - sun - Chi-kwan Chan - University of Arizona - Earth - star - planet - Sera Markoff - University of Amsterdam - Netherlands - Albert Einstein - general relativity

منبع: نیوساینتیست

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان