محقق ایرانی با تلسکوپ جیمز وب از راز حرکت سیاهچاله راه شیری پرده برداشت_آفتاب وطن
[ad_1]
به گزارش آفتاب وطن
پژوهشی تازه به سرپرستی محقق ایرانی مشخص می کند سیاهچاله کلان‌جرم مرکزی کهکشان راه شیری حرکت منحصربه‌فردی دارد و مدام شراره‌های پرانرژی ساطع می‌کند. این کشف که با منفعت گیری از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) انجام شده و می‌تواند به فهمیدن بهتر برهم‌کنش سیاه‌چاله‌ها با محیط اطرافشان و تأثیر آنها بر تکامل کهکشان‌ها پشتیبانی کند.
به گزارش Space، محققان در پژوهشی که اخیراً در مجله Astrophysical Journal Letters انتشار شده، دریافته‌اند سیاهچاله کلان‌جرم مرکزی کهکشان راه شیری، *Sgr A، مدام شراره‌های پرانرژی انتشار می‌کند. این فعالیت در بازه‌های وقتی گوناگون رخ می‌دهد و شامل شراره‌های مختصر‌زمان و طویل مدت می‌شود. برخی از این شراره‌ها زیاد ضعیف‌اند و فقط چند ثانیه دوام می‌آورند و برخی می‌توانند ماه‌ها ادامه داشته باشند. «فرهاد یوسف‌زاده»، پژوهشگر دانشگاه نورث وسترن و سرپرست این مطالعه، گفت:
«شراره‌ها اساساً در همه سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم رخ خواهند داد اما سیاهچاله کهکشان ما حرکت منحصربه‌فردی دارد. این سیاهچاله دائم فعال است و به نظر می‌رسد هیچ‌زمان به حالت پایدار نمی‌رسد. سال‌های ۲۰۲۳ و ۲۰۲۴ چندین بار آن را رصد کردیم و در هر مشاهده تغییرات جدیدی ثبت شد.»
یوسف‌زاده افزود: «در هر مشاهده، حرکت متغیری از سیاهچاله مشاهده کردیم که اتفاق‌ای دلنشین است.»
کشف فعالیت شدید سیاهچاله مرکزی راه شیری با پشتیبانی جیمز وب
محققان با منفعت گیری از دوربین فروسرخ نزدیک (NIRCam) تلسکوپ جیمز وب، سیاهچاله را در چند دوره ۸ تا ۱۰ ساعته، درمجموع ۲ روز طی یک سال، رصد کردند. بازدید‌ها نشان داد چطور *Sgr A و محیط اطراف آن طی زمان تحول می‌کنند.
یوسف‌زاده و همکارانش پیش‌بینی کرده بودند فقط شراره‌هایی با شدت کم را شناسایی کنند اما نتایج نشان داد این سیاهچاله، با جرمی نزدیک به ۴.۳ میلیون برابر خورشید، فعالیتی شدیدتر از پیش‌بینی‌ها دارد. این سیاهچاله مدام شراره‌هایی با شدت و زمان‌های متفاوت انتشار می‌کند.
اطراف سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم مرکزی، همانند سیاهچاله مرکزی راه شیری، با ابرهایی مسطح از گاز داغ و غبار احاطه شده است که به آن «دیسک برافزایشی» می‌گویند. محققان مشاهده کردند ساختار دیسک برافزایشی *Sgr A تا ۶ بار در روز تغییرات شدیدی می‌کند و در این فرایند، شراره‌های کوچک‌تری نیز همراه فوران‌های انرژی از آن انتشار خواهد شد. یوسف‌زاده گفت:
«در داده‌هایمان ناظر تحول مدام مقدار درخشندگی بودیم… و سپس بوم! یک دفعه انفجار بزرگی ظاهر شد و سپس مجدد آرام گرفت.
هیچ الگوی مشخصی در این فعالیت اشکار نکردیم. به نظر می‌رسد این اتفاق کاملاً اتفاقی است. هر بار سیاهچاله را مشاهده کردیم، حرکت آن متفاوت و شوق‌انگیز می بود.»
شراره‌ها چطور تشکیل خواهد شد؟
یوسف‌زاده و همکارانش تا این مدت دقیقاً نمی‌دانند که چه فرایندی علتایجاد شراره‌ها در اطراف *Sgr A می‌شود. آنها گمان خواهند داد که شراره‌هایی با زمان‌های متفاوت، مکانیسم‌های مختلفی داشته باشند.
به حرف های یوسف‌زاده، اگر دیسک برافزایشی را به رودخانه تشبیه کنیم، شراره‌های مختصر و ضعیف همانند موج‌های کوچک و پراکنده‌ای می باشند که بر تاثییر اختلالات جزئی روی سطح رودخانه تشکیل خواهد شد اما شراره‌های درخشان‌تر و طویل‌تر همانند امواج جزرومدی می باشند که از بر تاثییر رویدادهای بزرگ‌تر و پرانرژی‌تری در دیسک برافزایشی به وجود می‌آیند. این رویدادها آنقدر قدرتمندند که می‌توانند پلاسمای دیسک برافزایشی را فشرده کرده و انفجار موقتی از پرتوها تشکیل کنند.
یوسف‌زاده گفت: «این فرایند شبیه میدان مغناطیسی خورشید است که بعد از تجمع و فشرده شدن، شراره خورشیدی آزاد می‌کند. یقیناً این اتفاق اطراف سیاهچاله زیاد شدیدتر و پرانرژی‌تر است. سطح خورشید نیز مدام درحال فعالیت و تحول است.»
این رویدادهای پرآشوب و شراره‌های قوی امکان پذیر با اتفاق بازاتصال مغناطیسی مرتبط باشند. این اتفاق وقتی رخ می‌دهد که ۲ میدان مغناطیسی با هم برخورد کرده و ذرات باردار را با شدت‌هایی نزدیک به شدت نور شتاب خواهند داد و شراره‌هایی زیاد درخشان تشکیل می‌کنند.
بازدید تغییرات درخشندگی شراره‌ها
دوربین NIRCam جیمز وب می‌تواند ۲ طول موج گوناگون از نور فروسرخ را مشاهده کند. محققان به پشتیبانی این ویژگی می‌توانند تغییرات درخشندگی شراره‌ها را در هر ۲ طول موج بازدید کنند و تصویری دقیق‌تر از حرکت *Sgr A به دست آورند.
محققان کشف کردند درخشندگی رویدادهای تابشی در طول موج‌های مختصر‌تر سریعتر از طول موج بلندتر تحول می‌کند. یوسف‌زاده دراین‌باره او گفت:
«این اولین باری است که ناظر تأخیر وقتی در اندازه‌گیری‌های این طول موج‌ها هستیم. ما این طول موج‌ها را هم‌زمان با دوربین NIRCam ثبت کردیم و فهمید شدیم طول موج بلندتر، با تأخیری زیاد کم –در حد چند ثانیه تا ۴۰ ثانیه– نسبت به طول‌موج مختصر‌تر ظاهر می‌شود.»
به حرف های محققان، این تأخیر وقتی می‌تواند سرنخی برای فهمیدن اتفاق‌های حوالی *Sgr A باشد. یکی از توضیحات احتمالی این است که ذرات شتاب‌گرفته، در طول شراره انرژی خود را از دست خواهند داد و این افت انرژی در طول موج‌های مختصر سریع تر از طول موج‌های بلند رخ می‌دهد.
مطالعات آینده
یوسف‌زاده و همکارانش می‌خواهند به پشتیبانی جیمز وب، سیاهچاله مرکز راه شیری را زمان طویل‌تری، ۲۴ ساعت، رصد کنند:
«هنگامی با شراره‌های زیاد ضعیف سروکار داریم، باید با نویز داده‌ها رقابت کنیم اما اگر بتوانیم ۲۴ ساعت رصد کنیم، می‌توانیم مقدار نویز را افت داده و جزئیاتی را که پیشتر نمی‌توانستیم مشاهده کینم، بشناسیم.»
یوسف‌زاده افزود: «این کشف زیاد شگفت‌انگیز خواهد می بود. این چنین می‌توانیم بازدید کنیم این شراره‌ها دوره‌ای (تکرارشونده) می باشند یا کاملاً اتفاقی رخ خواهند داد.»
دسته بنی مطالب
[ad_2]