تصویر سیاهچاله تاریخ ساز می شود، مشاهدات هماهنگ تلسکوپ‌های ناسا


یک سیاهچاله و سایه‌اش برای اولین بار در یک عکس به تصویر کشیده شده‌اند، شاهکاری تاریخی توسط شبکه بین‌المللی تلسکوپ‌های رادیویی به نام تلسکوپ افق رویداد (Event Horizon Telescope). EHT یک همکاری بین‌المللی است که پشتیبانی آن در ایالات متحده شامل بنیاد علوم‌ ملی می‌شود.
سیاهچاله یک شی به شدت چگال است که نور نمی‌تواند از آن فرار کند؛ به خاطر گرانش بسیار قوی سیاهچاله، هر چیزی که به نقطه بدون بازگشت آن، افق رویداد، برسد هرگز نمی‌تواند خارج شود.
به طور طبیعی، یک سیاهچاله دیده نمی‌شود، اما یک دیسک داغ از موادی که آن را احاطه کرده‌اند به روشنی می‌درخشد.
تصویر حیرت آور جدید، سایه سیاهچاله‌ای پر جرم را در مرکز M87 نشان می دهد. یک کهکشان بیضی شکل در فاصله حدود ۵۵ میلیون سال نوری از زمین. این سیاهچاله ۶٫۵ میلیارد برابر خورشید جرم دارد.

برای گرفتن سایه سیاهچاله هشت رادیو تلسکوپ زمینی که گرداگرد کره زمین درگیر بوده اند، به گونه‌ای با هم عمل می‌کنند که گویی تلسکوپی به اندازه کل سیاره ما هستند.
پاول هرتز مدیر بخش اختر فیزیک مرکز ناسا در واشنگتن گفت: «این دست آورد شگفت انگیزی از تیم EHT است. سال ها پیش فکر میکردیم برای به تصویر کشیدن سیاهچاله باید تلسکوپی با فضای خیلی گسترده بسازیم. با قرار دادن رادیو تلسکوپ‌ها اطراف کره زمین که مانند یک ابزار هماهنگ عمل کنند، تیم تلسکوپ افق رویداد خیلی زودتر به این دستاورد مهم رسید.»

برای تکمیل یافته‌های EHT، چندین فضاپیمای ناسا بخشی از این تلاش بزرگ بودند.
برای مشاهده سیاهچاله با استفاده از طول موج های مختلف نور، حدود همان زمان فعالیت EHT در آوریل ۲۰۱۷ رصدخانه اشعه ایکس چاندرا ناسا، آرایه تلسکوپ طیف‌نمایی هسته‌ای (NuSTAR) و رصدخانه ماموریت های تلسکوپ فضایی Neil Gehrels Swift، کاملاً هماهنگ شده با انواع مختلف تابش اشعه ایکس به سیاهچاله M87 چشم دوخته بودند. تلسکوپ فضایی اشعه گامای فرمی ناسا نیز مشاهده کننده تغییرات اشعه گاما از M87 در طول رصد های EHT بود. اگر EHT شاهد تغییری در ساختار محیط سیاهچاله بود، اطلاعات از این ماموریت ها و دیگر تلسکوپ‌ها می‌توانست کمک تا بفهمیم چه پیش آمده است.
وقتی که مشاهدات ناسا مستقیماً تصویری تاریخ‌ساز را دنبال نکرد، منجمان از داده های چاندرای ناسا و ماهواره های NuSTAR برای اندازه گیری تابندگی فوران پرتو ایکس M87 استفاده کردند. دانشمندان از این اطلاعات برای مقایسه مدل های خود از فوران دیسک اطراف سیاهچاله با مشاهدات EHT استفاده کردند. رسیدن به بینش‌های دیگر با مطالعه دقیق تر این داده‌ها توسط محققان ممکن می‌شود.

سوالهای زیادی درمورد سیاهچاله‌ها باقیمانده است که مشاهدات هماهنگ ناسا ممکن است برای پاسخ به آنها کمک می‌کند. رازهایی درمورد اینکه چرا ذرات، چنین افزایش انرژی شدیدی در اطراف سیاهچاله‌ها پیدا می کنند و فوران‌های مهیجی شکل می‌دهند که با سرعتی نزدیک سرعت نور از سیاهچاله فوران می‌کنند. وقتی مواد در سیاهچاله می‌افتند، انرژی کجا می رود؟
جوی نیلسن، منجمی در دانشگاه Villanova در پنسیلوانیا که آنالیز چاندرا و NuSTAR را مدیریت می‌کرد گفت: «پرتو ایکس کمک می‌کند آنچه برای ذرات در افق رویداد رخ می‌دهد را با آنچه تلسکوپ هایمان می‌سنجیم ربط دهیم.»
تلسکوپ‌های فضایی ناسا قبلا فورانی به طول بیش‌از یک هزار سال نوری از مرکز M87 را مطالعه کرده‌اند. این فوران‌ها از ذراتی با سرعت نزدیک سرعت نور ساخته شده اند و با انرژی های بالا از نزدیکی افق رویداد پرتاب می‌شوند. EHT تقریبا برای مطالعه منبع این فوران و امثال آن طراحی شده است. یک لکه از ماده در فوران به اسم HST-1، توسط اخترشناسان هابل در ۱۹۹۹ کشف شده است که در چرخه اسرار آمیزی بنام «تاریک‌شدن و روشن‌شدن» دستخوش تغیراتی شده است.

دانشمندان تأکید می‌کنند، هماهنگ کردن تعداد زیادی تلسکوپ‌های متفاوت روی زمین و فضا برای رصد یک شی آسمانی خود یک اقدام مهم است.
نیلسن گفت: «زمان‌بندی برای مشاهدات هماهنگ مشکل واقعا سختی برای طراحان ماموریت EHT و Chandra و NuSTAR بود. آنها کاری واقعا باور نکردنی انجام دادند تا داده هایی که داریم را به ما بدهند و ما خیلی متشکریم.»
نیلسن و همکارانش که قسمتی از رصدهای هماهنگ بودند روی موشکافی کل طیفی که از سیاهچاله M87 می‌رسد کار خواهند کرد، از امواج رادیویی کم انرژی تا پرتو های گاما با انرژی بالا. با داده‌های خیلی بیشتر از تلسکوپ افق رویداد و دیگر تلسکوپ ها دانشمندان ممکن است سال‌ها در کشفیات جلو بروند.
___________________________________
Credit: NASA
مترجم: جواد زمانی
ویرایش: سراج موسوی

عضویت در باشگاه voice of cosmos
نظرات تصویر سیاهچاله تاریخ ساز می شود، مشاهدات هماهنگ تلسکوپ‌های ناسا