قدرت‌نمایی در برابر نور

حالا ستاره‌شناسان تصویر جدید و کامل‌تری از سیاه‌چاله‌ای کلان‌جرم(Supermassive) در مرکز کهکشانی با ۵۵ میلیون سال نوری فاصله از زمین دارند؛ همان جرمی که اولین تصویرها از یک سیاه‌چاله از آن ثبت شده بود.در حالی که اولین تصویر از این سیاه‌چاله و سایه آن در سال ۲۰۱۹ منتشر شد، تصویر جدیدی که چهارشنبه، ۲۳ مارس (۴ فروردین) گرفته شده، این جرم کیهانی را در نور قطبیده‌شده (Polarized) نشان می‌دهد.عینک‌های آفتابی پولاریزه خود را که به کاهش تابش و بازتابش نور کمک می‌کند به یاد بیاورید. نور هنگامی که در مناطق گرم فضا در نزدیکی میدان‌های مغناطیسی ساطع می‌شود، می‌تواند قطبیده شود.در مورد این عکس جدید، تحلیل چگونگی قطبیده شدن نور در اطراف این سیاه‌چاله در مرکز کهکشان M87 به ستاره‌شناسان نگاهی دقیق‌تر و توانایی نقشه‌برداری از خطوط میدان مغناطیسی در نزدیکی لبه داخلی این سیاه‌چاله را می‌بخشد. همچنین دانشمندان متوجه شدند که مقدار قابل توجهی از نور در نزدیکی سیاه‌چاله قطبیده شده است.مجموعه تلسکوپی «افق رویداد» (Event Horizon Telescope/EHT) در آپریل ۲۰۱۷ از یک شبکه جهانی متشکل از تلسکوپ‌ها استفاده کرد تا اولین تصویر از یک سیاه‌چاله را که در سال ۲۰۱۹ از سوی تیم کنترل‌کننده آن منتشر شد، ثبت کند. طبق گفته محققان، این اولین شهود بصری مستقیم از وجود سیاه‌چاله‌ها بود.در تصویر جدید، ستاره‌شناسان توانستند اطلاعات بیشتری درباره چگونگی پرتاب فواره‌های پرانرژی ماده با سرعتی نزدیک به سرعت نور توسط سیاه‌چاله بدست بیاورند.این فواره‌های متشکل از انرژی و ماده می‌توانند تا فاصله ۵۰۰۰ سال نوری از مرکز کهکشان پرتاب شوند. در حالی که بیشتر مادهِ نزدیک لبه سیاه‌چاله به درون آن سقوط می‌کند، بخشی از ماده قادر است درست قبل از سقوط به داخل سیاه‌چاله، از گرانش آن فرار کند و به فواره‌های انفجاری تبدیل شود.جیسون دکستر (Jason Dexter)، هماهنگ‌کننده کارگروه تئوری EHT و استادیار دانشگاه بولدر (Boulder) کلرادو می‌گوید که آنها قادرند درباره گازی که در واقع نور موجود در تصویر را تولید می‌کند و همچنین نحوه رشد سیاهچاله، آموزهایی داشته باشند.روز چهارشنبه مقالات متعددی درمورد این سیاه‌چاله در ژورنال اخترفیزیک (The Astrophysical Journal) منتشر شد. بیش از ۳۰۰ دانشمند از سراسر جهان در این پژوهش مشارکت داشتند.چرا میدان‌های مغناطیسی مهم‌اند؟یکی از نویسندگان مقالات سارا ایسائون (Sara Issaoun)، دانشجوی دکترای اخترفیزیک در دانشگاه رادبود (Radboud) هلند می‌گوید: «نور قطبیده‌شده درباره میدان‌های مغناطیسی نزدیک سیاه‌چاله به ما اطلاعاتی می‌دهد؛ اینکه آنها چقدر قوی هستند و رشد این سیاه‌چاله (عادت غذایی آنها) و فوران پلاسمایی که می‌تواند از کل کهکشان خارج شود، چه ارتباطی با هم دارند؟میدان‌های مغناطیسی عنصری اصلی برای درک فرآیندهای گازی و عادات غذایی سیاه‌چاله‌ها هستند و این اولین باری‌ست که ما قادر به مشاهده زنده آنها در فاصله‌ای بسیار نزدیک به افق رویداد یک سیاه‌چاله هستیم.»افق رویداد به عنوان مرزی تعریف می‌شود که محدوده یک سیاه‌چاله را معین می‌کند، به این معنی که هیچ چیز، حتی نور نمی‌تواند از این آستانه عبور و از دست سیاه‌چاله فرار کند.گاز در اطراف یک سیاه‌چاله به دلیل کشش جاذبه آن فوق‌العاده سریع حرکت می‌کند. این سرعت، دمای گاز را میلیاردها درجه افزایش می‌دهد و باعث جدایش اتم‌ها و تشکیل پلاسمایی از الکترون‌ها و پروتون‌های آزاد می‌شود. ایسائون توضیح می‌دهد که این ذرات باردار که بسیار سریع حرکت می‌کنند، نیروهای الکترومغناطیسی تولید می‌کنند.او این‌طور ادامه می‌دهد: «میدان‌های مغناطیسی نقشی اساسی در نحوه حرکت کردن گاز، میزان آشفته بودن آن، مقدار گازی که به سیاه‌چاله سقوط می‌کند و مقدار گازی که با سرعتی نزدیک به سرعت نور در یک فوران به بیرون پرتاب می‌شود، دارد. تولید این فواره‌های پلاسما یکی از پرقدرت‌ترین و پرانرژی‌ترین فرآیندها در تمام جهان است و همچنان معمایی حل نشده است، ما معتقدیم میدان‌های مغناطیسی نقشی کلیدی در راه‌اندازی و حفظ این فرآیند دارند.»در تصویر قطبیده‌شده، ستاره‌شناسان متوجه شدند که میدان مغناطیسی دائما در حال به عقب راندن و مقاومت در برابر حرکات گازی‌ست که به طرف سیاه‌چاله کشیده می‌شود. این موضوع به این معنی‌ست که میدان‌های مغناطیسی نزدیک به لبه سیاه‌چاله به اندازه‌‌ای قوی هستند که به این گاز داغ کمک کنند تا در برابر کشش جاذبه سیاه‌چاله مقاومت کند.دکستر می‌گوید: «چنین میدان‌های مغناطیسی قوی‌ای قادر به پرتاب قدرتمند‌ترین فوران‌ها هستند، و وجود آنها پیامدهای مهمی در چگونگی رشد سیاه‌چاله‌ها خواهد داشت.»یک همکاری به بزرگی زمیندر تصویر جدید، رگه‌هایی از نور که در جهت‌های مخصوصی نوسان می‌کنند دیده می‌شود که نشانگر قدرت میدان مغناطیسی است. تصویربرداری از این فرآیند اصلا کار ساده‌ای نیست.به گفته رصدخانه‌ی جنوبی اروپا که عضوی از HIT است، دانشمندان در تلاش برای ثبت تصویری از یک سیاه‌چاله، با استفاده از تکنیکی به نام «تداخل‌سنجی خط‌پایه بسیار طولانی» (Very-Long-Baseline-Interferometry) قدرت ۸ رادیوتلسکوپ در سراسر جهان را با هم ترکیب کردند. این حرکت تلسکوپ کاربردی مجازی‌ای با اندازه‌ای نزدیک به خود زمین تولید می‌کند.محققان می‌گویند کیفیت این روش به اندازه‌ای‌ست که می‌تواند طول یک کارت اعتباری روی سطح ماه را اندازه بگیرد.ایسائون می‌گوید که همکاری EHT می‌تواند ظرف یک سال با استفاده از داده‌هایی که تا به حال جمع‌آوری شده، نحوه به وجود آمدن این سیاه‌چاله را روشن‌تر کند. این همکاری، دوباره سیاه‌چاله M87 را رصد خواهد کرد تا اطلاعات بیشتری در مورد این سیاه‌چاله و فواره‌های آن جمع‌آوری کند.مونیکا موشیبرودزکا ( Monika Mościbrodzka)، مقاله‌نویس و یکی از هماهنگ‌کننده‌های کارگروه پولاری‌متری EHT و استادیار دانشگاه رادبود در بیانیه‌ای می‌گوید: «ما هم‌اکنون شاهد قطعه‌ای از شهودی بهتر برای درک رفتار میدان‌های مغناطیسی اطراف سیاه‌چاله‌ها و اینکه چطور فعالیتی در این نقطه متراکم به‌خصوص از فضا، می‌تواند فوران‌های قدرتمندی را به فراتر از کهکشان هدایت کند هستیم.»ترجمه از CNNپارسا پاک‌دامن