قلب تپنده کهکشان ما، راه شیری، میزبان یک غول اسرارآمیز است: سیاه‌چاله پرجرم *Sagittarius A (کمان اِی استار). هرچند این هیولای کیهانی نوری از خود عبور نمی‌دهد، اما دانشمندان با استفاده از تلسکوپ‌های قدرتمند زمینی، پرده از رازهای اطراف آن برمی‌دارند. به تازگی، گروهی از پژوهشگران ژاپنی با تحلیل مجدد داده‌های تلسکوپ افق رویداد (EHT)، تصویری نو و تا حدی متفاوت از این سیاه‌چاله ارائه داده‌اند که می‌تواند درک ما را از این اجرام شگفت‌انگیز دگرگون کند. با آوا استار همراه باشید تا به جزئیات این کشف هیجان‌انگیز بپردازیم.
- تحلیل جدید داده‌های تلسکوپ افق رویداد (EHT) را تیم رصدخانه ملی ژاپن (NAOJ) انجام داده است.
- این تحلیل، ساختاری “کشیده” و نامتقارن را برای اطراف سیاه‌چاله *Sagittarius A نشان می‌دهد، متفاوت با تصویر حلقوی سال ۲۰۲۲.
- روشنایی بیشتر در بخش شرقی این ساختار می‌تواند نشانه‌ای از چرخش مواد در قرص برافزایشی اطراف سیاه‌چاله باشد.
- این یافته جدید، با وجود تفاوت، اعتبار تحلیل‌های قبلی EHT را زیر سوال نمی‌برد و هر دو به شناخت بهتر سیاه‌چاله‌ها کمک می‌کنند.
*سیاه‌چاله مرکزی کهکشان ما: Sagittarius A کهکشان راه شیری، خانه کیهانی ما و بیش از صدها میلیارد ستاره دیگر، در مرکز خود یک سیاه‌چاله فوق‌العاده پرجرم به نام *Sagittarius A (تلفظ: سَجیتِریِس اِی استار) یا به اختصار *Sgr A جای داده است. سیاه‌چاله‌ها اجرامی با گرانش چنان قدرتمند هستند که حتی نور نیز نمی‌تواند از چنگ آن‌ها بگریزد، به همین دلیل مشاهده مستقیم خود سیاه‌چاله غیرممکن است. اما دانشمندان با بررسی حرکت ستارگانی که با سرعت سرسام‌آور به دور یک نقطه نامرئی در مرکز کهکشان می‌چرخند، جرم *Sgr A را حدود چهار میلیون برابر جرم خورشید ما تخمین زده‌اند!
تلسکوپ افق رویداد چگونه از سیاه‌چاله عکس می‌گیرد؟ برای “دیدن” محیط اطراف یک سیاه‌چاله، ستاره‌شناسان از شبکه‌ای جهانی از تلسکوپ‌های رادیویی به نام تلسکوپ افق رویداد (Event Horizon Telescope – EHT) استفاده می‌کنند. این پروژه عظیم، با اتصال تلسکوپ‌های رادیویی در قاره‌های مختلف از طریق روشی به نام تداخل‌سنجی با خط مبنا بسیار طولانی (VLBI)، عملاً یک تلسکوپ مجازی به اندازه کره زمین ایجاد می‌کند. این قدرت تفکیک بی‌نظیر به EHT امکان می‌دهد تا سایه یا شبح سیاه‌چاله را که در پس‌زمینه مواد داغ و درخشان اطراف آن (مانند قرص برافزایشی) قرار دارد، به تصویر بکشد. در سال ۲۰۱۷، مشاهدات هماهنگ این تلسکوپ‌ها از *Sgr A انجام شد و در سال ۲۰۲۲، تیم EHT اولین تصویر از این سیاه‌چاله را منتشر کرد: یک حلقه نورانی زیبا که منطقه‌ای تاریک (سایه سیاه‌چاله) را در مرکز خود احاطه کرده بود.
کشف جدید: ساختاری کشیده و نامتقارن حالا، گروهی از پژوهشگران در رصدخانه ملی نجوم ژاپن (NAOJ) با استفاده از تکنیک‌های تحلیلی نوین، داده‌های سال ۲۰۱۷ تلسکوپ افق رویداد را مجدداً بررسی کرده‌اند. نتایج این تحلیل جدید که به تازگی منتشر شده، تصویری تا حدی متفاوت از ساختار اطراف *Sgr A را نشان می‌دهد. به جای یک حلقه کاملاً متقارن، تحلیل جدید یک ساختار کشیده در راستای تقریبی شرقی-غربی را آشکار می‌کند. نکته جالب‌تر اینکه، بخش شرقی این ساختار کشیده، روشن‌تر از بخش غربی آن به نظر می‌رسد.
این ساختار جدید چه چیزی به ما می‌گوید؟ این ناهمگونی در روشنایی و شکل کشیده، می‌تواند سرنخ‌های مهمی در مورد محیط اطراف *Sgr A به ما بدهد. یکی از محتمل‌ترین توضیحات این است که ما شاهد چرخش گاز و غبار داغ در قالب یک قرص برافزایشی (Accretion Disk) به دور سیاه‌چاله هستیم. در این سناریو، بخشی از قرص که به سمت ما در حال چرخش است (و سرعت بیشتری نسبت به ما دارد)، به دلیل پدیده‌های نسبیتی (مانند داپلر بیمینگ) روشن‌تر دیده می‌شود. این یافته می‌تواند به دانشمندان در مدل‌سازی دقیق‌تر نحوه بلعیده شدن ماده توسط سیاه‌چاله‌های پرجرم کمک کند.
چهرۀ جدید سیاه‌چاله مرکزی راه شیری؟ کشف ساختار کشیده و چرخان در قلب کهکشان ما!
دانش در حال تکامل: هر دو تحلیل معتبرند جالب است بدانید که نتایج این تحلیل جدید، یافته‌های پیشین گروه EHT (تصویر حلقوی) را لزوماً نقض نمی‌کند. هر دو تحلیل از یک مجموعه داده اولیه استفاده کرده‌اند، اما با روش‌ها و فرضیات متفاوتی به آن نگریسته‌اند. داده‌های خام EHT به صورت عمومی در دسترس تمام پژوهشگران جهان قرار دارد و این امکان تحلیل‌های مستقل و متنوع را فراهم می‌کند که همگی به پیشرفت درک ما از این اجرام پیچیده کمک می‌کنند.
آیندۀ رصد سیاه‌چاله مرکزی راه شیری دانشمندان امیدوارند با به‌کارگیری روش‌های تحلیلی باز هم پیشرفته‌تر و همچنین با افزودن داده‌های مشاهداتی جدیدتر (که پس از سال ۲۰۱۸ و با اضافه شدن تلسکوپ‌های بیشتر به شبکه EHT جمع‌آوری شده‌اند)، بتوانند در آینده نزدیک به تصویری باز هم دقیق‌تر و با جزئیات بیشتر از *Sagittarius A و محیط شگفت‌انگیز اطراف آن دست یابند. هر کشف جدید، پنجره‌ای تازه به سوی درک قوانین بنیادین فیزیک در شرایط کیهانی می‌گشاید.
شما چه فکر می‌کنید؟ آیا این کشف جدید می‌تواند تصور ما را از سیاه‌چاله‌ها تغییر دهد؟ نظرات خود را با ما و دیگر علاقه‌مندان به نجوم در بخش دیدگاه‌ها به اشتراک بگذارید!
منبع: phys.org