سیاه‌چاله‌ای که قوانین فیزیک را به چالش می‌کشد

سیاه‌چاله‌ای که قوانین فیزیک را به چالش می‌کشد

مطالعات تازه‌ی اخترشناسان نشان می‌دهد سیاه‌چاله عظیم‌الجثه‌ای که در مرکز کهکشان مسیه ۸۷ قرار دارد، با سرعتی خیره‌کننده و معادل ۸۰ درصد از حد نظری حداکثر چرخش، در حال دوران است. این یافته‌ علمی، بینش‌ جدیدی درباره ماهیت این ابرسیاه‌چاله فراهم کرده و نشان می‌دهد که مواد اطراف، با سرعتی بیش از پیش‌بینی‌های قبلی به درون ساختار آن سقوط می‌کنند. سیاه‌چاله مورد نظر، که در قلب کهکشان بیضوی M87 قرار گرفته، به‌عنوان یکی از پرجرم‌ترین سیاه‌چاله‌های نزدیک به زمین شناخته می‌شود. این جرم کیهانی با جرم تقریبی ۶.۵ میلیارد برابر خورشید، نخستین هدف اصلی پروژه بین‌المللی تلسکوپ افق رویداد بود؛ پروژه‌ای که نخستین تصویر واقعی از سایه یک سیاه‌چاله را در سال ۲۰۱۹ ثبت کرد و توجه جهان را به خود جلب نمود.

به گزارش رسانه اخبار فناوری تک فاکس، اکنون تیمی از دانشمندان با تجزیه و تحلیل دقیق‌تری از داده‌های به‌دست‌آمده از تلسکوپ افق رویداد، توانسته‌اند چرخش این سیاه‌چاله را با دقت بیشتری اندازه‌گیری کنند. یافته‌ها حاکی از آن است که سرعت چرخش این جرم آسمانی، نه‌تنها فوق‌العاده بالا است، بلکه باعث می‌شود تا گازها و مواد اطراف آن، با شدتی بیشتر به درون آن کشیده شوند. این رفتار می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی بر دینامیک جریان‌های گازی اطراف سیاه‌چاله و نیز بر تشعشعات ناشی از قرص برافزایشی آن داشته باشد. سرعت بالای دوران، همچنین می‌تواند عامل مهمی در پرتاب جت‌های پرانرژی از قطب‌های سیاه‌چاله باشد؛ پدیده‌ای که به وضوح در مشاهدات رادیویی از کهکشان M87 دیده شده است.

این مشاهدات، که با همکاری چندین رصدخانه زمینی و گروه‌های پژوهشی بین‌المللی انجام گرفته، با استفاده از تکنیکی به نام تداخل‌سنجی خط مبنای بسیار طولانی (VLBI) ممکن شده‌اند؛ روشی که با هم‌زمان‌سازی دقیق داده‌ها از تلسکوپ‌های مختلف در نقاط گوناگون زمین، تصویری واحد و با وضوح بالا از ناحیه اطراف سیاه‌چاله تولید می‌کند. با این سطح از دقت، دانشمندان موفق به تحلیل جزئیاتی شده‌اند که پیش‌تر قابل‌مشاهده نبودند. آن‌ها می‌گویند درک بهتر چرخش سیاه‌چاله می‌تواند به فهمی عمیق‌تر از فرایندهای فیزیکی بنیادینی مانند تشکیل جت‌ها، انرژی آزاد شده در اطراف سیاه‌چاله و نیز رشد سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم در طول زمان منجر شود.

پژوهشگران همچنین خاطرنشان کرده‌اند که این یافته می‌تواند گامی مؤثر در جهت آزمون نظریه نسبیت عام انیشتین در میدان‌های گرانشی بسیار قوی باشد؛ محیط‌هایی که تاکنون تنها به‌طور نظری بررسی شده بودند. سرعت فوق‌العاده دوران سیاه‌چاله M87، فرصتی بی‌نظیر برای بررسی دقیق‌تر پیش‌بینی‌های این نظریه فراهم می‌کند. علاوه بر این، این تحقیقات مسیر تازه‌ای برای بررسی نحوه تغذیه و رشد سیاه‌چاله‌ها در بستر کیهان باز می‌کند. با توجه به اینکه کهکشان M87 در فاصله‌ای حدود ۵۵ میلیون سال نوری از ما قرار دارد، چنین بررسی‌هایی می‌تواند به درک تکامل ساختارهای کیهانی در مقیاس بزرگ کمک کند.

این پژوهش جدید در نشریه Astrophysical Journal Letters منتشر شده و بخشی از تلاش‌های پیوسته برای به‌روزرسانی و گسترش داده‌های به‌دست‌آمده از تلسکوپ افق رویداد به شمار می‌رود. محققان امیدوارند که با افزایش توان پردازشی و استفاده از الگوریتم‌های پیشرفته‌تر، در آینده بتوانند تصاویر واضح‌تری از افق رویداد سیاه‌چاله‌ها به دست آورند. همچنین، تلاش‌هایی برای ارتقاء شبکه جهانی تلسکوپ‌های این پروژه در دست انجام است که در نهایت می‌تواند به ثبت فیلمی از حرکت مواد اطراف یک سیاه‌چاله منجر شود. این پروژه‌ی بلندپروازانه، همچنان در خط مقدم مطالعات اخترفیزیکی جهان قرار دارد و فصل جدیدی از کاوش‌های فضایی را رقم می‌زند.