چگونه سیاهچاله ها درخشان ترین نورها را در دنیا ایجاد می نمایند؟! - وبلاگ آریابلاگ

به گزارش وبلاگ آریابلاگ، سیاهچاله ها هیچ نوری تابش نمی نمایند و می دانیم که نور هم نمی تواند از داخل آنها خارج گردد.

اما جالب است که بعضی از درخشان ترین نورهای کیهان از سیاهچاله های بسیار پرجرم می آیند. البته مسلما ، نه در واقع خود سیاهچاله ها. این مواد اطراف آنها هستند که منشا این نور می شوند زیرا آنها به طور فعال مقادیر زیادی ماده را از محیط اطراف خود بیرون می ریزند.

از جمله درخشان ترین این گرداب های مواد داغ در حال چرخش، کهکشان هایی هستند که بلازار نام دارند. آنها بسیار می درخشند و تابش الکترومغناطیسی عظیمی دارند.

دانشمندان پایان مکانیسم فراوری نور شدید آنها را که پس از گذشت میلیاردها سال پیش به ما می رسد، کشف نموده اند: علت این نورها، شوک هایی در جریان های مواد گسیل شده یا جت های سیاه چاله که سرعت ذرات را به سرعت های شگفت آوری افزایش می دهند.

یانیس لیوداکیس ، ستاره شناس از مرکز فنلاند نجوم با ESO (FINCA) می گوید: این یک معمای 40 ساله است که ما آن را حل نموده ایم. ما بالاخره تمام قطعات پازل را در اختیار داشتیم و تصویری که آنها ساخته بودند، واضح بود.

ابر وسیعی از مواد در یک قرص استوایی در اطراف سیاهچاله جمع می گردد و سیاهچاله آن را مانند آب دور یک زهکش می چرخاند. فعل و انفعالات اصطکاکی و گرانشی در اطراف سیاهچاله باعث می گردد که این ماده گرم گردد و در طیف وسیعی از طول موج ها بدرخشد. این یکی از منابع نور سیاهچاله است.

مکانیسم دیگر فواره های دوگانه ای از مواد هستند که از نواحی قطبی خارج از سیاهچاله، عمود بر دیسک پرتاب می شوند. تصور می گردد این فواره ها موادی از لبه داخلی دیسک هستند که به جای سقوط به سمت سیاه چاله، در امتداد خطوط میدان مغناطیسی خارجی به قطب ها شتاب می گیرند، جایی که با سرعت های بسیار بالا، نزدیک به سرعت نور پرتاب می شوند.

برای اینکه یک کهکشان به عنوان بلازار blazar طبقه بندی گردد، این جریان شدید مواد جت ها باید تقریباً مستقیماً به سمت بیننده گسیل شوند.

اینکه این جت دقیقاً چگونه ذرات را با چنین سرعت بالایی شتاب می دهد، برای چندین دهه یک علامت سوال بزرگ بوده است. اما اکنون، یک تلسکوپ تازه پرتو ایکس به نام Imaging-ray Polarimetry Explorer (IXPE) که در دسامبر 2021 به فضا پرتاب شده، کلید حل این معما را در اختیار دانشمندان قرار داد. این اولین تلسکوپ فضایی است که جهت گیری یا قطبش پرتوهای ایکس را نشان می دهد.

بلزاری به نام Markarian 501 که در فاصله 460 میلیون سال نوری از ما در صورت فلکی هرکول واقع شده است. در مجموع شش روز در مارس 2022،به درخشان ترین جرم پرانرژی در آسمان ما تبدیل شد. این تلسکوپ داده های مربوط به نور پرتو ایکس ساطع شده از آن را گردآوری کرد. در همین زمان، رصدخانه های دیگری نور را از سایر محدوده های طول موج، از رادیو تا نوری، میزان گیری می کردند.

محققان به زودی متوجه تفاوت عجیبی در نور اشعه ایکس شدند. جهت آن به طور قابل توجهی پیچ خورده تر یا قطبی تر از طول موج های کم انرژی بود.

جهت قطبش برای تمام طول موج ها یکسان بود و با جهت جت هم تراز بود. این تیم متوجه شد که این یافته با مدل های توجیهی مطابقت دارد که در آن شوک ها در جت ها امواج ضربه ای ایجاد می نمایند که شتاب بیشتری در طول جت ایجاد می نمایند. نزدیک به شوک، این شتاب در بالاترین حد خود است و اشعه ایکس فراوری می نماید. دورتر در امتداد جت، ذرات انرژی خود را از دست می دهند و تابش مرئی و سپس رادیویی با انرژی کمتر و با قطبش کمتر فراوری می نمایند.

تعیین نیست که چه چیزی این شوک ها را ایجاد می نماید، اما یک مکانیسم ممکن این است که مواد سریعتر در جت به توده های کندتر می رسد و منجر به برخورد می گردد.

از آنجایی که بلازارها یکی از قوی ترین شتاب دهنده های ذرات در کیهان و یکی از برترین آزمایشگاه ها برای درک فیزیک شدید هستند، این تحقیق بسیار مهم است.

این تحقیق در Nature Astronomy منتشر شده..