ثبت اولین تصویر مستقیم از یک سیاه‌چاله در حال انتشار یک فواره قدرتمند

جی پلاس،  به نقل از اسپیس، ستاره شناسان اولین تصویر مستقیم از یک سیاه‌چاله را در حالی که یک فواره قدرتمند را منفجر می‌کند، گرفته‌اند. این همان سیاه‌چاله‌ای است که بشر برای نخستین بار تصویر آن را به چشم دید.

اکنون این عکس جدید، این سیاه‌چاله غول آسا را در قلب کهکشان مسیه 87(M87) نشان می‌دهد، در حالی که فواره‌ای قدرتمند را ساطع می‌کند.

این تصویر برای اولین بار نشان می‌دهد که چگونه یک فواره اخترفیزیکی با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کند و به ماده‌ای که در اطراف یک ابرسیاه‌چاله می‌چرخد، متصل می‌شود؛ فرآیندی که اخترشناسان آن را «برافزایش» می‌نامند.

البته تصاویر قبلی از ابرسیاه‌چاله مرکزی کهکشان M87 موفق شده بود فواره ساطع شده توسط آن و خود ابرسیاه‌چاله را به تصویر بکشد، اما تاکنون این دو ویژگی را با هم به تصویر نکشیده بود.

جائه یونگ کیم از اعضای گروه پژوهش از دانشگاه ملی کیونگ‌پوک در کره جنوبی و موسسه ماکس پلانک گفت: این تصویر جدید با نشان دادن همزمان منطقه اطراف سیاه‌چاله و این فواره، تصویر را کامل می‌کند.

اولین تصویر تاریخی از سیاه‌چاله مرکزی M87 که جرم آن 6.5 میلیارد برابر خورشید است و در فاصله 55 میلیون سال نوری از زمین قرار دارد، با همکاری تلسکوپ افق رویداد(EHT) در سال 2017 گرفته شد و دو سال بعد از آن رونمایی شد.

این تصویر جدید از M87 و جریان خروجی از آن با استفاده از داده‌های سال 2018 از تلسکوپ GMVA، تلسکوپ گرینلند و آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری بزرگ آتاکاما(ALMA) ایجاد شده است که با هم کار کردند تا یک آرایه به اندازه خود زمین را تشکیل دهند.

اعتقاد بر این است که اغلب یا همه کهکشان‌های بزرگ، میزبان ابرسیاه‌چاله‌ها در قلب خود هستند و برخی از این غول‌ها، مانند سیاه‌چاله‌ای که در مرکز M87 قرار دارد، مقادیر زیادی ماده را به شکل گاز و غبار و حتی ستاره‌های نزدیک مصرف می‌کنند.

در نتیجه، این هیولاهای گرسنه در حال منفجر کردن و انتشار فواره‌های قدرتمندی از  ماده هستند که با سرعت نزدیک به نور حرکت می‌کنند و می‌توانند هزاران سال نوری حرکت کنند و گسترش یابند که گاهی اوقات فراتر از مرزهای کهکشان‌هایی که آنها را در خود جای داده‌اند، می‌روند. با این حال، اینکه ابرسیاه‌چاله‌ها چگونه این کار را انجام می‌دهند هنوز کاملاً شناخته نشده است.

رو-سِن لو از اعضای گروه مطالعه از رصدخانه نجوم شانگهای می‌گوید: ما می‌دانیم که فواره‌ها از منطقه اطراف سیاه‌چاله‌ها به بیرون پرتاب می‌شوند، اما هنوز به طور کامل نمی‌دانیم که چگونه این اتفاق می‌افتد. ما برای مطالعه مستقیم این موضوع، باید منشاء فواره را تا حد امکان نزدیک به سیاه‌چاله مشاهده کنیم.

این تصویر جدید علاوه بر نشان دادن فواره هنگام بیرون آمدن از این ابرسیاه‌چاله، آنچه را دانشمندان سایه سیاه‌چاله می‌نامند را نیز نشان می‌دهد.

همانطور که ماده به لطف تأثیر گرانشی فوق العاده این هیولای کیهانی با سرعت نزدیک به نور به دور ابرسیاه‌چاله می‌چرخد، ماده گرم می‌شود و می‌درخشد.

تصویر جدید از ابرسیاه‌چاله M87 با تصویر تلسکوپ EHT متفاوت است، زیرا این منطقه را در طول موج‌های نوری طولانی‌تر نشان می‌دهد که بر آنچه ستاره شناسان می‌توانند در این منطقه ببینند تأثیر می‌گذارد.

توماس کریچبام از مؤسسه نجوم رادیویی ماکس پلانک می‌گوید: در این طول موج، ما می‌توانیم ببینیم که چگونه این فواره از حلقه انتشار در اطراف ابرسیاه‌چاله مرکزی خارج می‌شود.

اندازه حلقه سیاه‌چاله در این تصویر جدید نیز 50 درصد بزرگتر از تصویر EHT است. به گفته دانشمندان، این تفاوت نشان داد که ابرسیاه‌چاله M87 با سرعت بیشتری نسبت به آنچه قبلاً تصور می‌شد، در حال بلعیدن مواد است.

علاوه بر این، حساسیت ALMA که از 66 آنتن در صحرای آتاکاما در شمال کشور شیلی تشکیل شده است و تلسکوپ‌های GLT و GMVA که متشکل از 14 تلسکوپ رادیویی در اروپا و آمریکای شمالی است، به اخترشناسان این امکان را داد تا از فرآیندی به نام تداخل‌سنجی برای همگام‌سازی سیگنال‌ها استفاده کنند و به درستی سایه سیاه‌چاله را آشکار کنند و عمق بیشتری را در ساطع شدن فواره مشاهده کنند.

ستاره شناسان با استفاده از این شبکه از تلسکوپ‌ها اکنون در جهت درک بهتر چگونگی پرتاب فواره‌های قدرتمند ماده توسط ابرسیاه‌چاله‌های گرسنه کار خواهند کرد. این مشاهدات همزمان به این گروه پژوهش اجازه می‌دهد تا فرآیندهای پیچیده‌ای را که در نزدیکی ابرسیاه‌چاله اتفاق می‌افتد، از هم جدا کند.

ادواردو راس از موسسه ماکس پلانک می‌گوید: ما قصد داریم منطقه اطراف سیاه‌چاله در مرکز M87 را در طول موج‌های مختلف رادیویی مشاهده کنیم تا گسیل این فواره را بیشتر مطالعه کنیم. این هیجان انگیز است، زیرا می‌توان در مورد آنچه در نزدیکی یکی از اسرارآمیزترین مناطق جهان اتفاق می‌افتد، اطلاعات بیشتری کسب کرد.

پژوهش‌های این گروه به تازگی به صورت آنلاین در مجله Nature منتشر شده است.