تغذیه یک اختروش توسط یک سیاهچاله

ستاره‌شناسان با استفاده از تلسکوپ افق رویداد، یک اختروش را در قلب یک کهکشان دوردست به تصویر کشیده‌اند که مقادیر زیادی از تشعشعات را که توسط یک سیاهچاله بسیار پرجرم تغذیه و تامین می‌شود، منفجر می‌کند.

به گزارش ایتنا و به نقل از اسپیس، این رویدادهای بسیار قدرتمند اغلب به عنوان موتورهای محرک مرکزی کهکشان‌های فعال توصیف می‌شوند و می‌توانند بیش از مجموع هر ستاره در کهکشان اصلی خود نور ساطع کنند. با این حال، دانشمندان هنوز به طور کامل فیزیک موجود در پس این پدیده را که فعالیت قدرتمند آنها را هدایت می‌کند، درک نمی‌کنند.

این اختروش تازه تصویربرداری شده که در قلب کهکشان NRAO 530 کمین کرده و توسط تلسکوپ افق رویداد (EHT) گرفته شده، به دلیل اینکه اولین تصویر از یک سیاهچاله در سال ۲۰۱۹ از آن گرفته شد، بسیار مشهور است. تیم همکاری EHT تصویر این سیاهچاله را پیگیری کرد. سیاهچاله ابَر پرجرم در قلب کهکشان مسیه ۸۷ (M87) را با استفاده از تصویری از A* (Sgr A*)، سیاهچاله بسیار پرجرم کهکشان راه شیری مقایسه شد.

با این حال، رصد اخیر بسیار ویژه است؛ زیرا در ماه آوریل سال ۲۰۱۷ انجام شد، یعنی قبل از اینکه EHT سیاهچاله M87 یا Sgr A* را ببیند؛ چرا که تلسکوپ فضایی NRAO 530 را در هنگامی که در حال کالیبره کردن برای مشاهده سیاهچاله در قلب کهکشان راه شیری بود، مشاهده کرد.

ماسیک ویلگوس (عضو تیم همکاری EHT و محقق موسسه پلانک برای نجوم رادیویی) می‌گوید: «این همچنین دورترین جسمی است که ما تاکنون با EHT تصویربرداری کرده‌ایم. نوری که ما می‌بینیم به مدت ۷٫۵ میلیارد سال از طریق جهانِ در حال انبساط به سمت زمین حرکت کرده است، ولی ما با قدرت EHT جزئیات ساختار منبع را در مقیاسی به کوچکی یک سال نوری می‌بینیم».

چگونه سیاهچاله‌ها خانه‌های کهکشانی خود را روشن می‌کنند؟
سیاهچاله‌ها خودشان نور ساطع نمی‌کنند و در واقع نور را در پشت یک سطح یک طرفه به نام افق رویداد تسخیر می‌کنند. بنابراین ممکن است عجیب به نظر برسد که می‌توانند چنین پدیده درخشانی را تامین و تغذیه کنند.

کوازارها یا اختروش‌ها منابع قدرتمند تشعشع هستند؛ زیرا نفوذ گرانشی قوی سیاهچاله‌های مرکزی آنها که می‌تواند میلیون‌ها یا حتی میلیاردها بار بیشتر از خورشید جرم داشته باشد، مواد را به سرعت نزدیک به نور شتاب می‌دهد و آن را گرم می‌کند. این امر باعث می‌شود اختروش‌ها به شدت درخشنده شوند، البته این تنها منبع تابش اختروش‌ها نیست.

این سیاهچاله‌ها حریصانه از موادی که آنها را احاطه کرده‌اند تغذیه می‌کنند، ولی همه این مواد از افق رویداد به درون سیاهچاله فرو نمی‌افتند. میدان‌های مغناطیسی اختروش‌ها ذرات را به قطب‌های سیاهچاله‌های پرجرم نیز به صورت قیف می‌ریزند.

در اینجا ذرات به صورت جت‌های درخشان و نازکی که تقریباً با سرعت نور منفجر می‌شوند، ترکیب می‌گردند. این جت‌ها می‌توانند تا صدها هزار سال نوری نیز از اختروش‌ها بیرون بیایند. گفتنی است نحوه تشکیل این جت‌ها توسط میدان‌های مغناطیسی اختروش‌ها در هاله‌ای از ابهام است.

اختروش موجود در قلب NRAO 530 نیز به عنوان یک بلازار دسته‌بندی می‌شود. منظور از بلازار (blazar)، نوعی اختروش که جهت‌گیری آن به گونه‌ای است که جت‌هایی که منفجر می‌کند، مستقیماً به سمت زمین هستند.

تلسکوپ EHT به این اختروش در نور پلاریزه و غیرقطبی نگاه کرد و به محققان اجازه داد تا ساختار میدان مغناطیسی را در مجاورت سیاه‌چاله و درونی‌ترین بخش جت بررسی کنند. این مشاهده، یک ویژگی واضح و روشن را نشان داد که در انتهای جنوبی جت قرار دارد و با هسته‌ای مرتبط است که جت از آن شروع می‌شود.

هسته این اختروش دارای ساختاری فرعی است که تنها در طول موج‌های کوتاه قابل تجزیه و تفکیک است. روشنایی آن نشان می‌دهد که انرژی جت تحت سلطه میدان مغناطیسی است.

جت همچنین شامل دو ویژگی است که در زاویه‌های قائم و موازی نسبت به خود جت قرار گرفته‌اند. این مشاهده نشان داد که میدان مغناطیسی جت ساختاری مارپیچ دارد.

اسوتلانا یورستاد (عضو گروه همکاری EHT و دانشمند ارشد دانشگاه بوستون) می‌گوید: «بیرونی‌ترین ویژگی دارای درجه بالایی از قطبش خطی است که حاکی از یک میدان مغناطیسی بسیار منظم است».

همکاری EHT همچنان به مطالعه اختروش ادامه خواهد داد تا افراد گروه بتوانند بهتر درک کنند که چگونه درونی‌ترین ویژگی‌های جت و ارتباط آنها با تولید فوتون‌های پرانرژی در طول زمان تغییر می‌کند.