از دست رفتن مقدار زیادی از انرژی توسط اولین سیاه‌چاله تجسم شده توسط بشر

اولین سیاه چاله ای که تاکنون توسط بشر تصویربرداری شده، در حال از دست دادن مقدار انرژی زیادی از طریق شمشیرهای نوری است.

اخترشناسان برای اولین بار تکه ای از تاریکی کیهانی را دیدند که مدتها تصور می شد غیرقابل مشاهده است. آن تکه، یک ابرسیاه چاله بود که موجودیتی قدرتمند و گریزان و چنان متراکم است که حتی نور هم نمی تواند از گرانش آن بگریزد.

سیاهچاله ها هر چیزی را که به آن ها نزدیک می شود از گاز و ستارگان گرفته تا سیارات و حتی سیاهچاله های دیگر می بلعند. اما این سیاه چاله مبهم و شبیه به دونات که بعداً توسط هوش مصنوعی (Artificial Intelligence) به صورت حلقه ای لاغر اصلاح شد، در کهکشان M۸۷ در حال شکستن کلیشه های سیاه چاله ای است. چرا که به نظر می رسد در حال از دست دادن انرژی فراوانی است.

اگر تمام کره زمین را یک بمب TNT تصور کنید و آنرا ۱۰۰۰ بار در ثانیه برای میلیون ها و میلیون ها سال منفجر کنید، انرژی حاصل از آن برابر با آن مقدار انرژی خواهد بود که از ابرسیاهچاله M۸۷ دفع می شود.

دو ماه پیش، این ابرسیاه چاله فوق العاده خاص در فاصله ۵۵ میلیون سال نوری از زمین موسوم به M۸۷* با استفاده از تلسکوپ افق رویداد (EHT) مورد مطالعه قرار گرفت که داده های چند تلسکوپ رادیویی را در سراسر جهان ترکیب می کند تا یک تلسکوپ مجازی به اندازه زمین بسازد.

این مشاهدات نشان داد که M۸۷* در حال چرخش است و میدان مغناطیسی خود و بافت نزدیک فضا- زمان را با خود می کشد.

اوایل ماه جاری میلادی، اخترشناسان با تجزیه و تحلیل تصویری از این ابرسیاهچاله که توسط EHT در سال ۲۰۲۱ به دست آمده بود، دریافتند که میدان مغناطیسی آن به اندازه ای قوی است که گاهی اوقات از بلعیدن مواد مجاور جلوگیری می کند.

اکنون تجزیه و تحلیل جدید این تصویر توسط زیرمجموعه ای از آن تیم نشان داده است که همین میدان مغناطیسی، مسئول کاهش سرعت چرخش این ابرسیاهچاله است، مانند چرخشی که در طول زمان سرعتش کاهش می یابد.

اندرو چیل، اخترفیزیکدان دانشگاه پرینستون در نیوجرسی و نویسنده اصلی این مطالعه جدید می گوید:ما توانستیم بطور قطعی بگوییم که تصویر EHT در سال ۲۰۲۱ نشان می دهد که انرژی در نزدیکی سیاهچاله جریان دارد. ما به تصاویر آینده و با حساسیت بالاتر نیاز داریم تا ۱۰۰ درصد تشخیص دهیم که آیا انرژی از سطح خود سیاهچاله خارج می شود یا خیر.

الکساندر لوپساسکا از اعضای این تیم پژوهشی از دانشگاه واندربیلت در تنسی می گوید:این انرژی که در طول این فرآیند به اصطلاح «خود ترمزگیری» به اعماق فضا وارد می شود، مانند شمشیرهای نوری به طول چند میلیون سال نوری است که از طریق ساختارهایی به نام جت های نسبیتی که ۱۰ برابر طولانی‌تر از کهکشان راه شیری ما امتداد دارند، جاری می شود.

جورج وونگ یکی از نویسندگان این مطالعه از دانشگاه پرینستون نیز گفت: اگر تمام زمین را به TNT تبدیل کنید و آن را برای میلیون ها و میلیون ها سال ۱۰۰۰ بار در ثانیه منفجر کنید، این همان مقدار انرژی است که ما از M۸۷ دریافت می کنیم.

این واقعیت که سیاهچاله ها میتوانند انرژی خود را از دست بدهند، یکی از پیش بینی های نظریه نسبیت اینشتین است. دانشمندان می دانستند که بخشی از اتلاف انرژی می تواند به دلیل میدان های مغناطیسی باشد، اما دقیقاً نمی دانستند که این فرآیند چگونه اتفاق می افتد.

یافته های این مطالعه جدید نشان می دهد که انرژی خارج شده از سیاهچاله در جهت میدان مغناطیسی آن خارج می شود. تیم مطالعه همچنین یک احتمال کاملا نظری اما با این وجود هیجان انگیز دارد که انرژی بیرون رانده شده از M۸۷* می تواند به یک سیاه چاله دیگر سرازیر شود.

همچنین این احتمال وجود دارد که جریان خروجی انرژی به فوران منفجر شده از سیاهچاله که تحقیقات قبلی نشان داد که در یک چرخه ۱۱ ساله متفاوت است، کمک کند. مدل ها نشان می دهند که میزان انرژی خروجی از سیاه چاله مشابه چیزی است که جت ها به آن نیاز دارند، اگرچه ستاره شناسان هنوز کاملاً مطمئن نیستند.

مشاهدات آینده از ابرسیاهچاله M۸۷* با EHT می تواند پژوهشگران را به یک پاسخ قطعی نزدیک کند. همچنین نسل بعدی EHT در دست ساخت است که انتظار میرود آنتن های بیشتری را به شبکه مجازی تلسکوپ ها اضافه کند تا تصاویر واضح تر و شاید حتی فیلم هایی از سیاه چاله ها به دست آورد.

لوپساسکا می گوید: من فکر می کنم به احتمال زیاد سیاه چاله به این جت نیرو می دهد، ولی ما هنوز نمی توانیم آنرا ثابت کنیم.

این پژوهش در مقاله ای که هفته گذشته در مجله Astrophysical منتشر شد، توضیح داده شد.