علمی، پژوهشی و فناوری

ترسیم «تاج سیاه‌چاله» برای اولین بار

به گزارش پایگاه خبری علم و فناوری :

اگر به اندازه کافی خوش شانس بوده‌اید که یک کسوف کامل را مشاهده کنید، مطمئناً هاله نور درخشان اطراف خورشید را به یاد می‌آورید. این هاله به عنوان «تاج»(corona) شناخته می‌شود و جو بیرونی پراکنده ستارگان از جمله خورشید خودمان است. اگرچه بسیار نازک است، اما دمای آن به میلیون‌ها درجه می‌رسد، به همین دلیل است که در طول یک خورشیدگرفتگی کامل قابل مشاهده است.

با توجه به درک ما از پویایی سیاه‌چاله‌ها، آنها نیز باید «تاج» داشته باشند و مانند تاج خورشید، معمولاً مشاهده آن دشوار است.

اکنون مطالعه‌ای که در مجله Astrophysical منتشر شده، مشاهداتی از این منطقه گریزان انجام داده است.

برای یک سیاه‌چاله فعال، عموماً تصور می‌شود که یک چنبره دوناتی‌شکل از گاز و غبار در اطراف سیاه‌چاله وجود دارد که در آن یک قرص برافزایشی از مواد گرم شده در امتداد صفحه چرخشی سیاه‌چاله وجود دارد.

جریانی از نواحی قطبی سیاه‌چاله شامل جت‌های گاز یونیزه شده با سرعتی تقریباً نزدیک به سرعت نور از آن دور می‌شوند.

این مدل انواع مختلفی از هسته‌های فعال کهکشانی(AGNs) را که مشاهده می‌کنیم، توضیح می‌دهد، زیرا جهت‌گیری سیاه‌چاله نسبت به ما، ظاهر هسته فعال کهکشانی را تغییر می‌دهد.

طبق این مدل، داخلی‌ترین ناحیه قرص برافزایشی باید یک ناحیه فوق داغ با چگالی نزدیک به خلاء باشد که به سیاه‌چاله می‌ریزد.

این تاج مانند تاج خورشید است، با این تفاوت که به جای میلیون‌ها درجه، دمای آن میلیاردها درجه است، اما چون بسیار پراکنده است، نور آن توسط نور قرص برافزایشی غرق می‌شود.

در این مطالعه جدید، این تیم از ترفندی شبیه به رصد تاج خورشید در طول کسوف کامل استفاده کردند.

جهت‌گیری یک سیاه‌چاله نسبت به ما به این معنی است که برای برخی از سیاه‌چاله‌ها چنبره گاز و غبار، دید ما را از ناحیه قرص برافزایشی پنهان می‌کند، در حالی که در سایر سیاه‌چاله‌ها می‌توانیم این قرص را به طور مستقیم ببینیم.

این سیاه‌چاله‌ها به عنوان سیاه‌چاله‌های مبهم و نامعلوم شناخته می‌شوند. سیاه‌چاله‌های مبهم شبیه به خورشیدگرفتگی هستند، زیرا نور قرص برافزایشی آنها از دید ما مسدود شده است.

متأسفانه تاج سیاهچاله نیز همینطور است. اما آنقدر داغ است که پرتوهای ایکس بسیار پرانرژی از خود ساطع می‌کند. این پرتوی ایکس می‌تواند مواد را در چنبره پراکنده کند و در خط دید ما منعکس شود.

این تیم با استفاده از داده‌های کاوشگر قطب‌سنجی پرتو ایکس ناسا(IPXE)، داده‌هایی را در مورد ده‌ها سیاه‌چاله مبهم از جمله Cygnus X-1 و X-3 در کهکشان راه شیری و LMG X-1 و X-3 در ابر ماژلانی بزرگ جمع‌آوری کرد.

آنها نه تنها قادر به رصد پرتوهای ایکس پراکنده از تاج‌های این سیاه‌چاله‌ها بودند، بلکه توانستند الگویی را در بین آنها تشخیص دهند.

بر اساس این داده‌ها، تاج، سیاه‌چاله را در قرصی شبیه به قرص برافزایشی احاطه کرده است و اینطور نیست که سیاه‌چاله را مانند کره‌ای شبیه به تاج خورشید احاطه کند.

تحقیقاتی مانند این به ستاره شناسان کمک می‌کنند تا مدل‌های سیاه‌چاله‌ها را اصلاح کنند. همچنین به ما کمک می‌کنند تا بفهمیم سیاه‌چاله‌ها چگونه ماده را مصرف می‌کنند و چگونه هسته‌های فعال کهکشانی را که در کهکشان‌های دور مشاهده می‌کنیم، نیرو می‌دهند.