دو مطالعه نشان می دهد که سیاهچاله ها خواران آشفته ای هستند

هفته بزرگی برای اخبار سیاهچاله بود.

برای اولین بار، اخترشناسان جزئیات یک جت پرقدرت مواد پرتاب شده را که از منطقه اطراف یک سیاهچاله بسیار پرجرم بیرون می‌آید، از نزدیک مشاهده کردند.

و تیم دیگری شبیه‌سازی‌های کامپیوتری را منتشر کرده‌اند که نشان می‌دهد چگونه یک سیاه‌چاله کوچک‌تر می‌تواند بقایای یک ستاره را در فرآیند بلعیدن آن تف کند.

سیاهچاله ها اشتهای هوس انگیزی دارند و ستارگان کامل یا ابرهای عظیم گازی را می بلعند که در ماو گرانشی آنها ناپدید می شوند. اما قبل از بلعیده شدن، این ماده اغلب تحت تأثیر میدان گرانشی قدرتمند خود با سرعتی فوق‌العاده به اطراف می‌چرخد، مانند آب که در یک زهکش می‌چرخد. در این فرآیند، ماده تا زمانی که بدرخشد گرم می‌شود و چیزی را به وجود می‌آورد که به آن می‌گویند دیسک برافزایش.

در سال 2017، ناسا منتشر شد اولین تصویر از یک دیسک برافزایشی این سیاهچاله عظیم در مرکز کهکشان مسیه 87 (M87) را احاطه کرده است. این ستاره در فاصله 55 میلیون سال نوری از زمین قرار دارد و تخمین زده می شود که جرم آن 6.5 میلیارد برابر خورشید ما باشد.

خود سیاه‌چاله در مرکز دیسک دیده نمی‌شود، زیرا هیچ نوری از آن خارج نمی‌شود – اما ما می‌توانیم دیسک برافزایشی داغ و درخشان را در اطراف آن ببینیم.

تصویری تار و درخشان از گازهای زرد و نارنجی، سیاهچاله ای را در فضای بیرونی احاطه کرده است.
این اولین تصویری است که تا کنون از افق رویداد یک سیاهچاله کلان جرم گرفته شده است، از جمله دیسک برافزایش درخشان آن، که توسط تلسکوپ افق رویداد در سال 2017 گرفته شده است. (تلسکوپ افق رویداد)

طی فرآیندی که به طور کامل درک نشده است، برخی از این مواد داغ از بالا و پایین این سیستم‌های سیاه‌چاله‌ی عظیم در جت‌های قدرتمندی که می‌توانند هزاران سال نوری را در فضا گسترش دهند، درست از کهکشان‌هایی که از آنجا آمده‌اند، پرتاب می‌شود.

این جت ها قبلا دیده شده بودند، اما این هفته عکس جدید کهکشان M87 شامل سیاهچاله و جت آن است – که برای اولین بار ارتباط مستقیم بین این دو را نشان می دهد.

این تصویر توسط یک همکاری بین‌المللی با استفاده از آرایه‌هایی از تلسکوپ‌های رادیویی که در سراسر جهان پخش شده‌اند، تهیه شده است که با هم به عنوان یک ابزار واحد به اندازه زمین عمل می‌کنند. آنها از آرایه جهانی میلی‌متری VLBI (GMVA) که از 14 تلسکوپ در اروپا استفاده می‌کند، آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری آتاکاما بزرگ (ALMA) در شیلی، که کانادا بخشی از آن است، و تلسکوپ گرینلند (GLT) استفاده کردند.

دانشمندان امیدوارند تصاویری مانند این مکانیسم پشت جت های پرانرژی را آشکار کند.

تصویری از یک ماده بنفش که از یک دایره نارنجی در مرکز بیرون می‌آید.
تصویری هنرمند از بقایای ستاره‌ای که دور یک سیاه‌چاله می‌چرخند. یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که برخی از سیاه‌چاله‌ها مانند یک کودک نوپا ستارگان را می بلعند و باقیمانده‌ها را در سراسر کهکشان پرت می‌کنند. (فولیا کیروغلو/دانشگاه نورث وسترن)

تیم دوم در دانشگاه نورث وسترن در ایلینویز یک شبیه سازی رایانهای برای بررسی اینکه چه اتفاقی می افتد وقتی یک ستاره از یک سوراخ پشتی با اندازه متوسط ​​عبور می کند و یکباره خورده نمی شود.

این تیم سناریوهایی را شبیه‌سازی کرد که در آن یک ستاره در حال عبور توسط سیاه‌چاله‌ای با جرم ۱۰۰ تا ۱۰۰۰۰ برابر خورشید ما – بسیار کوچک‌تر از مسیه ۸۷- گرفته می‌شود.

در شبیه‌سازی‌های آنها، ستاره در مداری طولانی به دور سیاه‌چاله می‌افتد. هر بار که ستاره نزدیکتر می شود، مقداری از مواد آن توسط گرانش سیاهچاله به بیرون کشیده می شود. ستاره در هر مداری جرم خود را از دست می دهد تا زمانی که بقایای آن مانند یک تکه غذای خورده نشده پرتاب شوند.

سیاهچاله‌ها معمولاً به‌عنوان حفره‌های حریص در فضا-زمان در نظر گرفته می‌شوند که هر چیزی را که به آنها نزدیک می‌شود می‌مکند. اما در اینجا یک سیاهچاله داریم که فواره ها را تقریباً با سرعت نور بیرون می اندازد و دیگری که باقیمانده ها را دور می اندازد.

سیاهچاله ها در محدوده دانش ما هستند، جایی که به نظر می رسد قوانین فیزیک در حال شکستن هستند و زمان به بن بست می رسد.

در مصاحبه خود با کویرک ها و کوارک هادکتر برایان کاکس، فیزیکدان انگلیسی توضیح داد که چگونه علم برای درک عملکرد درونی این اجسام عجیب و غریب تلاش می کند، و چگونه حل اسرار آنها به بینش هایی در مورد ساختار وجود ما منجر می شود.