۱۲ کشف سیاه‌چاله‌ای شگفت‌انگیز در سال ۲۰۲۳

به گزارش پایگاه خبری هیچ یک_  از «اسپیس»، در این گزارش به جالب‌ترین گزارش های مربوط به سیاهچاله‌ها در سال ۲۰۲۳ اشاره می کنیم.

کشف یکی از بزرگترین ابرسیاهچاله‌ها

محققان در ماه مارس (ماه سوم میلادی مصادف با اسفند ۱۴۰۱ – فروردین ۱۴۰۲) اعلام کردند که چیزی را کشف کرده‌اند که ممکن است یکی از بزرگ‌ترین سیاهچاله‌هایی باشد که تاکنون کشف شده است.

این غول کیهانی در بطن کهکشان Abel ۱۲۰۱ BCG واقع شده است که ۲.۷۳ میلیارد سال نوری با زمین فاصله دارد. اعتقاد بر این است که این سیاهچاله جرمی معادل ۳۲.۷ میلیارد برابر خورشید دارد و از طریق تاثیر گرانشی آن بر فضا شناسایی و کشف شده است.

بذرهای ابرسیاهچاله در کیهان اولیه

از سال ها پیش دانشمندان در این اندیشه بوده اند که ابرسیاهچاله‌ها چگونه به این اندازه‌های شگرف می رسند. این مساله به خصوص زمانی چالش‌برانگیز می شود که ابرسیاهچاله‌هایی با جرمی میلیون ها یا میلیاردها برابر خورشید در زمان‌های اولیه کیهان کشف می شوند یعنی زمانی که تا آن موقع زمان کافی برای جذب ماده کافی یا ادغام با سایر سیاهچاله‌ها برای رسیدن به چنان جرم‌های بزرگی را نداشته اند.

در ماه اوت، ستاره‌شناسان مدارکی کشف کردند درباره اینکه این فرایند ممکن است شروع شود. آنها «بذرهای سنگین» سیاه‌چاله‌ها را با جرمی حدود ۴۰ میلیون برابر جرم خورشید در زمان ۴۰۰ میلیون سال پس از پیدایش کیهان پیدا کردند.

اعتقاد بر این است که این سیاهچاله‌ها به طور مستقیم از ابرهای بزرگ گاز و غبار تشکیل یافته‌اند و نه از ستاره‌های در حال مرگ. به این ترتیب میلیاردها سال زمان در مسیر رسیدن به اندازه ابرسیاهچاله‌ای صرفه‌جویی زمان کرده اند.

ادغام ابرسیاهچاله در نزدیکی زمین

در ماه اکتبر، ستاره‌شناسان یک سیستم یا منظومه ابرسیاهچاله دوتایی را در پیامد ادغام دو کهکشان کشف کردند. این زوج ابرسیاهچاله‌ای تنها ۹۰ میلیون سال نوری با زمین فاصله دارد و نزدیکترین زوج ابرسیاهچاله به زمین است که تاکنون کشف شده است.

این سیاهچاله‌ها به ترتیب جرم‌هایی ۵۴ میلیون برابر و ۶.۳ میلیون برابر جرم خورشید دارند و در حال حاضر در فاصله‌ای حدود هزار و ۶۰۰ سال نوری به دور یکدیگر می‌چرخند اما تا حدود ۲۵۰ میلیون سال دیگر ادغام خواهند شد.

تقویت کوانتومی ردیاب موج گرانشی

زمانی که ادغام سیاهچاله‌ها روی می‌دهد، حلقه‌های فضا-زمان را با لرزه‌هایی موسوم به امواج گرانشی ایجاد می کنند که اولین بار در نظریه نسبیت عام انیشتین در سال ۱۹۱۵ پیش بینی شدند.

مطلبی که انیشتین پیش بینی نکرده بود، این بود که روزی این امواج گرانشی از روی زمین قابل ردیابی می شوند. این ردیابی لرزه‌های فضا-زمان در ماه اکتبر به یک پیشرفت مهم رسید زمانی که رصدخانه امواج گرانشی لیزری (LIGO) به‌روزرسانی شد به طوری که توانست از «محدوده کوانتومی» فراتر برود و حرکت موجی در فضا ناشی از ادغام سیاه‌چاله‌ها در فاصله‌ دورتر را نیز ردیابی کند.

ستاره‌شناسان اکنون می توانند در اعماق دورتری از فضا کاوش کرده و نسبت به گذشته ۶۰ درصد بیشتر ادغام سیاهچاله‌ای را ردیابی کنند.

طنین «آروغ» سهمگین یک ابرسیاهچاله

در ماه ژوئن، «کاوشگر قطب‌سنجی تصویربرداری اشعه ایکس» طنین‌های مربوط به یک برون‌دهی (outburst) از ابرسیاهچاله کهکشان ما را ثبت کرد.

اعتقاد بر این است که این ابرسیاهچاله موسوم به Sagittarius A این نور با انرژی بالا را در حدود اوایل قرن ۱۹ بیرون داده است و دانشمندان طنین آن را به شکل اشعه‌های ایکس ثبت کردند که از ابرهای مولکولی گاز پیرامون مرکز کهکشان راه شیری می‌تابد.

بهبود عکس یک سیاهچاله با هوش مصنوعی

در ماه آوریل، اولین تصویر ثبت شده از یک سیاهچاله موسوم به «دونات پرتقالی تار» به لطف هوش مصنوعی بهبود پیدا کرد.

محققان برای ارتقای وضوح این تصویر از یک ابررایانه و یک تکنیک یادگیری ماشین موسوم به «مدل سازی اینترفرومتریک» (PRIMO) استفاده کردند که به آنها اجازه داد فضاهای خالی به جا مانده در زمان ثبت تصویر توسط «تلسکوپ افق رویداد» (EHT) در سال ۲۰۱۹ را پُرکنند و همچنین حلقه تابان این ابرسیاهچاله را نازک کنند تا بیشتر درباره آن بیاموزند.

شمشیر نوری به طول ۷ میلیون سال نوری از یک سیاهچاله

محققان در ماه نوامبر، سیاهچاله «مسی‌یر ۸۷» و فوران‌ها یا جت‌های آن را مورد مطالعه قرار دادند تا ببینند آنها چطور انرژی آزاد می‌کنند.

این انرژی از درون سیاهچاله نمی‌آید چرا که کناره‌های سیاهچاله موسوم به «افق‌های رویداد» از گریز هر چیزی جلوگیری می‌کنند. در عوض، چرخش سیاهچاله میدان‌های مغناطیسی ایجاد می‌کند که سرعت چرخش را آهسته‌ می‌کند و سپس یک باریکه موازی از مواد را ایجاد می‌کند. این محققان آن را «شمشیر نوری جنگ ستارگان به طول میلیون سال نوری» توصیف می‌کنند.

به گفته این محققان، اگر کل زمین را تبدیل به «تی ان تی» کنید و به مدت میلیون‌ها سال در هر ثانیه هزار بار آن را منفجر کنید، این مقدار انرژی است که از M۸۷ خارج می‌شود.

اولین تصویر مستقیم از جت یک سیاهچاله

در ماه آوریل، یک انفجار انرژی موازی از ابرسیاهچاله M۸۷ به اولین جت سیاهچاله‌ای تبدیل شد که تصویر آن بطور مستقیم ثبت شد. این تصویر برای اولین بار نشان می دهد که چگونه پایه جت با مواد چرخنده دور سیاهچاله متصل شده و به تدریج به درون آن کشیده می شود.

محققان قصد دارند منطقه پیرامون سیاهچاله در مرکز M۸۷ را در طول موج های رادیویی مختلف رصد کنند تا بتوانند خروج جت را بیشتر مورد بررسی قرار دهند.

سیاهچاله‌ای نشانه رفته درست به سمت زمین

ستاره‌شناسان در ماه مارس، برای اولین بار مشاهده کردند که جت‌های پرتاب شده از مرکز فعال یک کهکشان نیروگرفته از یک ابرسیاهچاله مسیر خود را تغییر داد و درست به سمت زمین نشانه رفت.

این کهکشان موسوم به PBC J۲۳۳۳.۹–۲۳۴۳ در فاصله‌ای حدود ۶۵۶ میلیون سال نوری از زمین واقع شده در گذشته در حال ساطع کردن جت مشاهده شده بود اما مدتی ظاهرا آرام بود تا اینکه مجددا شروع به شلیک کرد و جت خود را ۹۰ درجه تغییر جهت داد به طوری که جت آن به سمت زمین نشانه رفت.

محققان دست اندرکار این مشاهدات می گویند که این یک مورد بسیار استثنایی از تغییر جهت جت است.

یک ستاره دنباله‌دار دوردست

رصدخانه EHT در ماه فوریه، مشاهداتی از یک ستاره دنباره دار (blazar) نیرو گرفته از ابرسیاهچاله را در مرکز کهکشان NRAO ۵۳۰ علنی کرد. این ستاره دنباره دار در واقع دورترین شئ یا جرم آسمانی است که این رصدخانه تاکنون تصویر آن را ثبت کرده است.

ابرسیاهچاله‌هایی که «بازیافت» می‌کنند

دانشمندان می‌دانستند که ابرسیاهچاله‌ها خیلی درهم و برهم همه اجرام را می‌بلعند و می‌خورند اما نمی‌دانستند که سیاهچاله‌ها ممکن است رژیم غذایی سبک داشته باشند زیرا بسیاری از موادی را که نمی‌توانند مصرف کنند، «بازیافت» می‌کنند.

ستاره شناسان در ماه نوامبر، موادی دخیل در یک حرکت موزون در اطراف یک ابرسیاهچاله در مرکز کهکشان Circinus در فاصله ۱۳ میلیون سال نوری از زمین کشف کردند.

آنها کشف کردند که این سیاهچاله مرکزی از تنها سه درصد از موادی که به سمت آن می‌رود، تغذیه می کند و انرژی تولیدی آن بقیه مواد را دور می‌کند به این معنی که این سیاهچاله رژیم غذایی بسیار سبک‌تری نسبت به تصورات قبلی دارد.

نزدیکترین سیاهچاله به زمین

ستاره شناسان در ماه آوریل، از فضاپیمای «گایا» برای کشف پدیده ای استفاده کردند که به نظر می رسد نزدیکترین سیاهچاله ها به زمین باشد. این سیاهچاله‌ها که «گایا بی اچ ۱» و «گایا بی اچ ۲» نامگذاری شده اند، به ترتیب در فاصله هزار و ۵۶۰ و سه هزار و ۸۰۰ سال نوری قرار دارند.

اما تنها چند ماه بعد دانشمندان کشف کردند که ممکن است در خوشه «هیادس» Hyades چندین سیاهچاله وجود داشته باشد که چون تنها ۱۵۰ سال نوری فاصله دارند ۱۰ بار نزدیکتر از «گایا بی اچ ۱» هستند.