شناسایی منشأ شعله های سیاه چاله ها
اخترفیزیکدانان ˮبنیاد سیمونزˮ(Simons Foundation) آمریکا در مطالعه اخیرشان منشأ شعله های سیاه چاله های کلان جرم را شناسایی نمودند.
به گزارش نهایت علم به نقل از ایسنا و به نقل از تی ای، سیاه چاله های کلان جرم از خودشان نوری ساطع نمی کنند اما معروفند که بصورت دوره ای شعله هایی/شراره هایی (flares) را منتشر می کنند. این شعله ها نیز درست در مکانی خارج از افق رویداد سیاهچاله های کلان جرم می درخشند.
ستاره شناسان بطور مرتب شعله ور شدن سیاهچاله ها را رصد می کنند اما نحوه و چگونگی وقوع این اتفاق هنوز برای آنهاب مبهم است. شناسایی محل شکل گیری این شعله ها در ساختار سیاهچاله بسیار دشوار است.
در مطالعات قبلی پژوهشگران با بهره گیری از کامپیوتر های قدرتمند تنها توانستند سیستم های سیاه چاله را با وضوح بسیار پایین شبیه سازی کنند تا مکانیسمی را که سبب ایجاد این شعله ها می شود را ببینند.
اکنون اخترفیزیکدانان بنیاد سیمونز در مطالعه اخیرشان اظهار کرده اند که این معما را حل کرده اند. آنها از شبیه سازی های کامپیوتری با قدرت و وضوح بی نظیر بالا برای شناسایی مکانیسمی که سبب ایجاد این شعله ها می شود و به آنها نیرو می دهد، استفاده کردند. پژوهشگران دریافتند که انرژی آزاد شده در نزدیکی افق رویداد یک سیاهچاله در طول اتصال مجدد خطوط میدان مغناطیسی، به شعله ها نیرو می بخشد.
شبیه سازی های جدید نشان می دهند که برهم کنش بین میدان مغناطیسی و موادی که به درون سیاه چاله می افتند، موجب فشرده شدن، صاف شدن، شکستن و اتصال مجدد میدان می شود. این چرخه در نهایت از انرژی مغناطیسی استفاده می نماید تا ذرات پلاسمای داغ را با سرعت نزدیک به نور به درون سیاهچاله یا به فضا پرتاب کند. سپس آن ذرات می توانند مستقیما قسمتی از انرژی جنبشی خودرا بصورت فوتون منتقل کنند و به فوتون های مجاور انرژی مضاعف بدهند. آن فوتون های پرانرژی، شعله های مرموز سیاهچاله را می سازند. در این صورت، موادی که قبلا به آنجا سقوط کرده است، در هنگام شعله ور شدن به بیرون پرتاب می شود و منطقه اطراف افق رویداد را پاک می کند. این پاکسازی می تواند به ستاره شناسان دیدی بدون مانع از فرآیندهای بطور معمول مبهم که خارج از افق رویداد رخ می دهد، عرضه نماید.
بارت ریپردا(Bart Ripperda)، نویسنده ارشد این مطالعه اظهار داشت: پروسه اساسی اتصال مجدد خطوط میدان مغناطیسی در نزدیکی افق رویداد می تواند از انرژی مغناطیسی مَگنِتوسفِر سیاهچاله استفاده نماید تا انرژی شعله های سریع و درخشان را تامین کند. اینجا واقعا جایی است که ما فیزیک پلاسما را با اخترفیزیک مرتبط می نماییم.
شبیه سازی که اخترفیزیک دانان طی این مطالعه کردند از بالاترین وضوح شبیه سازی پیرامون سیاه چاله ها برخوردار بوده است. به لطف وضوح بالا، دانشمندان می توانند تصویری بی سابقه از مکانیسم هایی که به شعله ور شدن سیاه چاله منجر می شوند را ببینند. این پروسه بر روی میدان مغناطیسی سیاهچاله که دارای خطوط میدان مغناطیسی است که از افق رویداد سیاهچاله بیرون می آیند، جت را می سازند و به قرص برافزایشی متصل می شوند، متمرکز است.
یک قرص برافزایشی یک ساختار دیسک مانند از ماده است که به شکل حلقوی به دور یک جسم خاص می چرخد. این جسم می تواند یک ستاره جوان، یک کوتوله سفید، یک ستاره نوترونی یا یک سیاهچاله باشد. این چرخش موجب ایجاد گرما و تابش می شود.
پژوهشگران طی این مطالعه همین طور مشاهده نمودند که انرژی میدان مغناطیسی بعد از شعله ور شدن سیاهچاله برای مدتی کاهش پیدا می کند و سیستم باردیگر تنظیم می شود. سپس با گذشت زمان، روند باردیگر شروع می شود. این روند و مکانیسم چرخه ای نشان میدهد که چرا سیاه چاله ها در فواصل زمانی مختلفی، شعله ها را ساطع می کنند.
ریپردا اظهار داشت: مشاهدات تلسکوپ فضایی جیمز وب که بتازگی به فضا پرتاب شده، همراه با تلسکوپ افق رویداد می تواند تایید کند که آیا فرآیندی که در شبیه سازی های جدید مشاهده می شود واقعا اتفاق می افتد یا خیر.
تلسکوپ فضایی "جیمز وب" چهارم دی ماه سوار بر موشک آریان ۵ به فضا پرتاب شد تا نسل جدیدی از مطالعات فضایی را رقم بزند. این تلسکوپ ۱۰ میلیارد دلاری در روز دوشنبه ۲۴ ژانویه(چهارم بهمن ماه ۱۴۰۰)، به مدار مورد نظر خود در نقطه لاگرانژ ۲ رسید. وب باید عمیق تر از پیش کیهان را رصد کند و کهکشان هایی را که بعد از بیگ بنگ شکل گرفتند، شناسایی کند. شناسایی این کهکشان ها به سبب دور دست بودن و نور کم برای هابل چندان امکانپذیر نیست. جیمز وب ۱۰۰ برابر قدرتمندتر از هابل است. همین طور وب از نور فروسرخ استفاده می نماید و دارای طول موج هایی است که می تواند از میان ابرهای غباری را که ممکنست از دید هابل که به نور مرئی متکی جا مانده باشد نیز گذر کند.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب