کشف منشأ پرتوهای کیهانی با بررسی تصویر یک سیاه‌چاله

ثبت تصاویری جدید از تنها سیاه‌چاله‌ای که تصاویرش تاکنون ثبت شده است شاید بتواند به یافتن منشا پرتوهای مرموز کیهانی که با سرعت نور در فضا منتشر می‌شوند، کمک کند.

کد خبر: ۱۲۵۶۴۸۶

تاریخ: ۲۹ فروردين ۱۴۰۰ - ۱۰:۱۳

به گزارش خبرگزاری دانا و به نقل از دیلی‌میل، مجموعی از تصاویر جدید منتشر شده از سیاه چاله‌ای به نام "M۷۸" نشان می‌دهد که این سیاه‌چاله پرتوهای نورانی منتشر می‌کند که کل طیف میدان مغناطیسی را شامل می‌شوند از امواج رادیویی غیر قابل مشاهده و نور مرئی گرفته تا تشعشعات فوق‌العاده قدرتمند رادیواکتو گاما.
این یافته‌ها نشان می‌دهد که هر سیاه‌چاله براساس شدت نوری که تولید می‌کند، الگوی خاصی دارد و شناسایی این الگو به مشخص کردن نیرویی که باعث خروج ذرات از هسته‌ی M۸۷ می‌شود، کمک می‌کند.

دانشمندان گمان می‌کنند این پرتوهای منتشر شده مسئول ایجاد ذرات کهکشانی پرانرژی هستند که میلیون‌ها مایل در فضا سفر می‌کنند و به کهکشان راه ‌شیری می‌رسند و برخی از آن‌ها به جو زمین برخورد می‌کنند.

سرا مارکوف(Sera Markoff) از دانشگاه آمستردام به نشنال جئوگرافی گفت: یکی از سوالات ابتدایی که می‌خواهیم پاسخ آن را بدانیم این است که این ذرات پر انرژی از کجا می‌آیند؟ چگونه پرتاب می‌شوند؟ درون آن‌ها چه چیزی است؟ و چگونه این تشعشات کیهانی که به نظر می‌رسد از سیاه‌چاله‌ها می‌آیند سرعت می‌گیرند؟

مرکز کهکشان "مسیه ۸۷"(Messier ۸۷) جایی که این سیاه‌چاله‌ی عظیم در آن قرار دارد، ۵۵ میلیون سال نوری با زمین فاصله دارد.

در دهم آوریل ۲۰۱۹ محققان با استفاده از تلسکوپ افق رویداد(Event Horizon) یافته‌های اولین مشاهدات‌شان را که منجر به ایجاد اولین تصویر از یک سیاه‌چاله شد منتشر کردند.

در حالی که سیاه‌چاله‌ها ذاتا نامرئی هستند، ماده‌ی فوق داغی که در مرکز آن‌ها می‌چرخد تشکیل یک حلقه‌ی نور در پیرامون را می‌دهد. این مرز به عنوان "افق رویداد" شناخته می‌شود و همان چیزی است که تصویر آن ثبت شده است.

این کشف حمایت زیادی از نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین می‌کند و اطلاعات زیادی برای پاسخ به ابهامات در مورد ذات سیاه‌چاله‌ها فراهم می‌کند.

کازوهیرو هادا(Kazuhiro Hada) از رصدخانه‌ی ملی نجوم ژاپن می‌گوید: ما می‌دانستیم که اولین تصویر از سیاه‌چاله موضوعی پیشگامانه است اما ما برای استفاده حداکثری از این تصویر منحصر به فرد باید همه‌چیز را در مورد رفتار آن در طول زمان بدانیم و این کار را باید با مشاهده‌ی طیف‌های الکترومغناطیسی آن انجام دهیم.

طبق گفته‌ی آژانس فضایی آمریکا این بزرگ‌ترین مشاهده‌ی همزمان یک سیاه‌چاله بوده است و تلسکوپ‌های ناسا که در آن دخیل بوده‌اند شامل رصدخانه‌ی اشعه‌ی ایکس چاندرا(Chandra)، تلسکوپ هابل، رصدخانه نیل گرلز سوئیفت(Neil Gehrels Swift)، تلسکوپ NuSTAR و تلسکوپ پرتو گاما فرمی(Fermi) می‌شود.

دانشمندان با ترکیب داده‌های به دست آمده از این تلسکوپ‌ها در سال ۲۰۱۷ و داده‌های تلسکوپ افق رویداد در حال حاضر دریافتند که شدت تشعشعات الکترومغناطیسی سیاه‌چاله‌ی M۸۷ در کمترین میزانی قرار دارد که تا کنون مشاهده شده است.

دانشمندان در حالی که قصد دارند رفتارهای سیاه‌چاله‌ها را بفهمند به دنبال یافتن منشا ذرات پرقدرتی هستند که پرتوهای کیهانی نامیده می‌شوند و دائما زمین را بمباران می‌کنند.

انرژی این ذرات که از سیاه‌چاله‌ها پرتاب می‌شوند میلیون‌ها برابر بیشتر از آن چیزی است که ما می‌توانیم در قوی‌ترین شتاب‌دهنده‌ی زمین یعنی "برخورددهندهٔ هادرونی بزرگ"  تولید کنیم.

با این حال محققان می‌گویند برای دستیابی به منشأ این ذرات کارهای بیشتری باید انجام شود.

داده‌های به دست آمده در سال ۲۰۱۷ این نظریه را که پرتوهای گاما در نزدیکی افق رویداد تشکیل می‌شوند رد می‌کند.

یک راه حل آن است که مشاهدات سال ۲۰۱۸ را با داده‌هایی که به تازگی به دست آمده مقایسه کنیم.

مارکوف می‌گوید: برای درک شتاب این ذرات باید تصاویر سیاه‌چاله و ذرات را در همه‌ی رنگ‌هایشان به خوبی بشناسیم.

محققان توانستند با استفاده از چندین تلسکوپ سیاه‌چاله‌ی  M۸۷ را روش‌های مختلف مشاهده کنند. یکی از تلسکوپ‌ها آن را در نور مرئی نشان می‌داد دیگری در نور فرابنفش و تلسکوپ آخر از طریق  پرتو گاما.

با ترکیب داده‌های به دست آمده از این تلسکوپ‌ها و تلسکوپ افق رویداد دانشمندان می‌توانند تحقیقاتی در مورد برخی حوزه‌های مهم و چالش‌برانگیز ستاره‌شناسی انجام دهند. برای مثال آن‌ها می‌خواهند از این اطلاعات برای بهبود آزمایش‌های نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین استفاده کنند.