اولین تصویر تاریخی از یک سیاهچاله‌

  • زمان : ۱۳۹۸/۱/۲۱ ه‍.ش.،‏ ۲۱:۵۳
  • نمایش : ۳۹۸ دفعه
  • موضوع : اخبار سایت
دانشمندان با کمک تلسکوپ‌ افق رویداد (Event Horizon Telescope) نخستین تصویر از یک سیاهچاله را نمایش دادند.

این ابرسیاهچاله در مرکز کهکشان M87 و فاصله ۵۶ میلیون سال نوری قرار دارد و جرم آن ۶.۵ میلیارد برابر جرم خورشید است. تصویر حلقه‌ای از نور را نشان می‌دهد که توسط گرانش شدید سیاهچاله خم شده است. این تصویر نشان می‌دهد که در مرکز کهکشان‌ها سیاهچاله‌ای ابرپرجرم قرار دارد. همچنین این یک گام بزرگ در مطالعه سیاهچاله‌ها، افق رویداد آن‌ها وگرانش است. 

سیاهچاله چیست و چگونه آشکارسازی شد؟

سیاهچاله‌ جرمی بسیار چگال است که حتی نور هم نمی‌تواند از آن فرار کند. به دلیل گرانش زیاد سیاهچاله، هر چیزی که وارد افق رویداد آن می‌شود، دیگر راه خروجی نخواهد داشت و به اتم‌ها تجزیه می‌گردد. با توجه به ماهیت سیاه‌چاله و از آنجا که هیچ نوری از آن منتشر نمی‌شود، بنابراین نمی‌توان یک سیاهچاله را رصد کرد. اما اگر دیسکی از ماده داغی در اطراف آن باشد، سیاهچاله آشکار می‌شود. در واقع در مقابل پس زمینه روشن دیسک، سایه‌ای از سیاهچاله بوجود می‌آید. دانشمندان قطر حلقه نور دور سیاهچاله را ۳۸ میلیارد کیلومتر تخمین زده‌اند و مشخص کرده‌اند که جهت چرخش این نور ساعتگرد است.

تلسکوپ افق رویداد یا EHT برای رصد ابرسیاهچاله مرکز کهکشان راه‌شیری یا *Sagittarius A و سیاهچاله کهکشان M87 بوجود آمده است. اما معلوم شد که تصویر برداری از سیاهچاله M87 آسان‌تر است. این سیاهچاله در فاصله ۵۶ میلیون سال‌نوری از ما قرار دارد و ۲۰۰۰ برابر دورتر از سیاهچاله مرکز کهکشان راه‌شیری است. در عین حال ۱۰۰۰ برابر سنگین‌تر از ابر سیاهچاله کهکشان راه‌شیری است. *Sagittarius A تنها ۵ میلیون برابر خورشید جرم دارد. این تفاوت جرم و در واقع گرانش فاصله زیاد را جبران می‌کند. همچنین گاز‌ها به دور سیاهچاله M87 درخشان‌تر و آهسته‌تر از سیاهچاله کهکشان راه‌شیری حرکت می‌کند.

تلسکوپ افق رویداد یا EHT چیست؟

برای رصد یک سیاهچاله‌ به تلسکوپی به اندازه کره زمین نیاز بود. به همین دلیل شبکه‌ای از تلسکوپ‌های رادیویی سرتاسر جهان ساخته شد و تلسکوپ افق رویداد نام گرفت. در کنفرانس خبری ۱۰ آوریل ۲۰۱۹ تیم این تلسکوپ در کنفرانس‌هایی که در ۶ کشور جهان برگزار می‌شد نخستین تصویر از سیاهچاله را ارائه کردند. این موفقیت بزرگ طی شش مقاله در ژورنال اخترفیزیک به چاپ رسیده است. تصویر ثبت شده از سیاهچاله مرکز کهکشان M87 است که در صورت فلکی سنبله و در فاصله ۵۵ میلیون سال نوری از ما قرار دارد.

این تصویر اولین گام شبکه تلسکوپ‌های رادیویی افق رویداد بود و بار دیگر نسبیت عام انیشتین را به اثبات رساند. 

شپرد اس دولمن (Sheperd S. Doeleman) مدیر پروژه EHT گفت:«ما اولین تصویر از یک سیاهچاله را ثبت کردیم. این یک تجربه علمی فوق‌العادع است که توسط تیمی ۲۰۰ نفره بدست آمده».

هینو فالک (Heino Falcke)، رییس انجمن EHT در کنفرانس خبری توضیح داد: «اگر ناحیه‌ای روشن مثل یک دیسک وجود داشته باشد، ما انتظار داریم که سیاهچاله سایه‌ای بوجود آورد.این یک پیش‌بینی از نسبیت عام انیشتین است که پیش‌تر اثبات نشده بود. این سایه توسط انحنای گرانشی و گیر افتادن نور توسط افق رویداد سیاه‌چاله بوجود می‌آید. به این ترتیب ماهیت این جسم جذاب را آشکار می‌شود و جرم آن را می‌توان اندازه گرفت».

مدیر رصدخانه شرق آسیا پل تی.پی هو (Paul T.P. Ho) گفت: «زمانی که ما مطمئن شدیم که تصویری از یک سیاهچاله ثبت کرده‌ایم، توانستیم داده‌ها را با مدل‌سازی‌های کامپیوتری از انحنای فضا با ماده‌ای عظیم و با میدان مغناطیسی بالا مقایسه کنیم. بسیاری از داده‌های رصدی با پیش‌بینی‌های تئوری منطبق بود. به این ترتیب با اطمینان مشاهدات خود را تفسیر کردیم و جرم سیاهچاله را با دقت تخمین زدیم».

تصویر سازی با کمک داده‌های شبکه رادیویی تلسکوپ افق رویداد چالش بزرگی بود، زیرا برخی از این تلسکوپ‌های رادیویی در ارتفاع و موقعیت‌های سختی قرار داشتند. مکان تلسکوپ‌ها آتش‌فشان‌هایی در هاوایی و مکزیک، کوه‌هایی در آریزونا، رشته کوه سیرا نوادا اسپانیا، کویر آتاکاما شیلی و قطب جنوب است. 

تلسکوپ افق‌رویداد از تداخل‌سنج خط پایه بسیار طولانی (VLBI) استفاده کرده است. در این تکنیک تلسکوپ‌های سرتاسر جهان با یکدیگر هماهنگ می‌شوند و با استفاده از چرخش سیاره ما، تلسکوپی به وسعت زمین بوجود می‌آید که در طول موج ۱.۳ میلی‌متر رصد می‌کند. توان تفکیک تلسکوپ افق رویداد ۲۰ میکروثانیه‌قوسی است. با این توان تفکیک می‌توان ازنیویورک روزنامه‌ای را خواند که در کافه‌ای در پاریس قرار دارد.

تلسکوپ‌هایی که در این پروژه سهیم هستند عبارتند از: ALMA، APEX، تلسکوپ ۳۰ متری IRAM، تلسکوپ جیمز کلارک ماکسول ( James Clerk Maxwell Telescope)، تلسکوپ بزرگ میلی‌متری Alfonso Serrano، آریه زیر میلی‌متری ( Submillimeter Array)، تلسکوپ زیرمیلی‌متری (Submillimeter Telescope) و تلسکوپ قطب جنوب (South Pole Telescope). داده‌های این تلسکوپ‌ها جمع‌آوری شده و توسط ابرکامپیوتر‌های تخصصی در موسسه ماکس‌پلانک برای نجومی رادیویی و رصدخانه MIT ترکیب شده است.

نتیجه‌ای که امروز از تلسکوپ افق رویداد منتشر شد، حاصل دهه‌ها پژوهش و رصد بود. این یک مثال از کار گروهی بین محققان جهانی است. در این پروژه ۱۳ موسسه با هم همکاری کردند. بودجه اصلی توسط بنیاد ملی علوم ایالات متحده (NSF)، شورای پژوهش اروپا (ERS) و سازمان‌های تامین مالی شرق آسیا فراهم شده است. 

منابع:

www.eventhorizontelescope.org

www.sciencenews.org

NASA

همه نظرها (۰)

هیچ کس هنوز نظری ارسال نکرده