به گزاررش آسیانیوز، چندین دهه است که دانشمندان با ارزیابی ردپاهای نوری هسته‌های فعال کهکشانی، در مورد آنها پژوهش کرده‌اند
بر اساس یک مطالعه جدید، سیاهچاله‌هایی که ردپاها [یا به‌اصطلاح ویژگی‌ها یا امضاهای] نوری متفاوتی را [از خود] ساطع می‌کنند، در واقع در مراحل مختلف چرخه زندگی خود به سر می‌برند.
این پژوهش که ماه گذشته در «استروفیزیکال ژورنال» منتشر شد، مدل [پذیرفته شده‌ای] از سیاهچالههای کلان‌جرم را که بر اساس آن، همه [سیاهچالههای کلان جرم] ویژگی‌های یکسانی دارند، به چالش می‌کشد.
پیش از این تصور می‌شد که این نوع از سیاهچالهها در واقع گونه‌ای همسان از اجرام کیهانی‌اند، [فقط با این تفاوت که] از زوایای متفاوتی مشاهده شده‌اند.
دانشمندان، از جمله دانشمندان کالج دارتموت در ایالات متحده، گفتند که این یافته‌ها به پژوهشگران امکان می‌دهد که مدل‌های دقیق‌تری در مورد تکامل کیهان طرح کنند و پرتو روشن‌تری بر [درک ما از] چگونگی روند تحول سیاهچالهها بیفکند.
پژوهش‌های قبلی نشان می‌دهد که این سیاهچالههای کلان‌جرم در مرکز تقریبا همه کهکشان‌های بزرگ، از جمله کهکشان راه شیری، قرار دارند و گاز و غبارهای کهکشانی، و نیز ستاره‌ها را می‌بلعند – و گاهی از کهکشان‌های کوچک هم سنگین‌تر می‌شوند.
رقص با هیولا
زمانی که مواد غبارگونه (dusty material) با سرعت باورنکردنی به درون این سیاهچالهها سقوط می‌کنند، [این مواد] روشن و درخشان می‌شوند و از خود امواج فروسرخ یا اشعه ایکس ساطع می‌کنند که تا فراتر از کل کهکشان میزبان پخش می‌شود.
ستاره‌شناسان از این سیاهچالههای کلان‌جرم فعال که در مرکز کهکشان میزبان خود واقع شده‌اند و با تجمع ماده رشد می‌کنند، با عنوان هسته‌های فعال کهکشانی (AGNs) یاد می‌کنند.
تونیما تسنیم آنانا، محقق ارشد این پژوهش که از همکاران پژوهشی پسادکتری در کالج دارتموت است، می‌گوید: «بیش از نیم قرن است که این اجرام، پژوهشگران را حیرت‌زده کرده‌اند.»
دکتر آنانا می‌گوید: «با گذر زمان، فرضیات زیادی در مورد فیزیک این اجسام مطرح کرده‌ایم. اکنون می‌دانیم که ویژگی‌های ماهوی (properties) سیاهچالههای پنهان و نادیدنی، به طرز چشمگیری با ویژگی‌های ماهوی هسته‌های فعال کهکشانی که کاملا پنهان و نادیدنی نیستند، تفاوت دارد.»
چندین دهه است که دانشمندان با ارزیابی ردپاهای نوری هسته‌های فعال کهکشانی، در مورد آنها مطالعه و پژوهش کرده‌اند.
دانشمندان از دهه ۱۹۸۰، با تجزیه و تحلیل ردپاها و ویژگی‌های نوری با طول موج پرتو ایکس، گمان می‌کردند که هسته‌های فعال کهکشانی معمولا یک حلقه «دونات» شکل - یا «حلقه و چنبره» (torus)- از گاز و غبار در اطراف خود دارند.
پژوهشگران بر این باور بودند که [علت اصلی تفاوت در] روشنایی و رنگ‌های مربوط به این اجسام، زاویه‌ای است که هسته‌های فعال کهکشانی از آن [زاویه] مشاهده می‌شوند، و اینکه این حلقه‌های گاز و غبار [چقدر جلو دید ما را می‌گیرند و آن] را پنهان می‌کند.
دانشمندان می‌گویند که بر اساس همین باور، «نظریه یکپارچه هسته‌های فعال کهکشانی» تبدیل به دیدگاه رایج و متداول شد.
در این مطالعه جدید، پژوهشگران این نکته را بررسی کرده‌اند که سیاهچالهها با چه سرعتی از ماده فضایی یا نرخ برافزایشی (accretion rate) آنها تغذیه می‌شوند.
آنها دریافتند که نرخ برافزایشی، به جرم یک سیاهچاله بستگی ندارد، بلکه به میزان پنهان بودن آن با حلقه گاز و غبار [اطرافش] بستگی دارد که این [عامل] به طرز چشمگیری متغیر است.
این [یافته جدید] از این ایده پشتیبانی می‌کند که تمام ساختارهای حلقه‌ای اطراف سیاهچالهها یکسان نیستند. رایان هیکوکس، استاد فیزیک و نجوم و از نویسندگان این مقاله، توضیح می‌دهد که میان ساختار و نحوه رشد [این حلقه‌ها] ارتباط وجود دارد.
پژوهش‌های جدید نشان می‌دهد که میزان گرد و غبار اطراف یک هسته فعال کهکشانی مستقیما با میزان تغذیه آن مرتبط است و این امر نشان می‌دهد تفاوت‌‌های [موجود در] میان جمعیت‌های مختلف هسته‌های فعال کهکشانی، چیزی فراتر از موقعیت و جهت آنها است.
دانشمندان می‌گویند سیاه‌چاله‌ای که به صورت فعال برافزایش پیدا می‌کند، گرد و غبار و گاز [اطراف خود] را دور می‌کند و به احتمال زیاد [درخشندگی بیشتری دارد] و روشن‌تر به نظر می‌رسد. در حالیکه هسته‌های کهکشانی کمتر فعال، با حلقه متراکم‌تری احاطه شده‌اند و [در نتیجه] کم‌نورتر به نظر می‌رسند.
دکتر آنانا گفت: «در گذشته، وجه تمایز میان جمعیت هسته‌های فعال کهکشانی پنهان و هسته‌های فعال کهکشانی که راحت‌تر تشخیص داده می‌شوند، مشخص نبود. این پژوهش جدید نشان می‌دهد که تفاوت اساسی این دو جمعیت از هسته‌های فعال کهکشانی، [هرچه باشد]، قطعا فراتر از [عاملی چون] زاویه دید است.
دانشمندان می‌گویند با دانستن جرم سیاهچاله و چگونگی تغذیه فعال آن، می‌توانند تعیین کنند که اکثر سیاهچالههای کلان‌جرم، چه زمانی بخش زیادی از مرحله رشد خود را پشت سر گذاشته‌اند.
پژوهشگران بر این باورند که بخش مهمی از معمای «منشا سیاهچالههای کلان‌جرم»، با کمک جدیدترین یافته‌های این پژوهش رمزگشایی شده است. [این مطالعه] اطلاعات ارزشمندی در مورد تکامل [این گونه از] موجودیت‌های کیهانی، و نیز در خصوص تکامل کیهان ارائه می‌کند.
سیاهچاله بزرگ راز بقای انسان
براساس تحقیقات دیگر، شعاعِ افق رویدادِ سیاه‌چاله‌ای با جرمِ خورشیدِ ما(ازقضا یکای استاندارد برای اندازه‌گیری جرم در اخترشناسی نیز جرم خورشیدی است)، در حدود ۳ کیلومتر است. برعکس، جرم سیاهچاله بزرگی در مرکز کهکشان راه شیری تقریباً ۴ میلیون جرم خورشیدی است و دارای افق رویدادی با شعاع حدود ۱۱ میلیون کیلومتر یا ۱۷ شعاع خورشیدی است.
بنابراین کسی که وارد سیاه‌چاله‌ای به اندازه تنها یک ستاره شود، به مرکز آن سیاهچاله بسیار نزدیک‌تر نسب به زمانی است که جرم آن سیاهچاله خیلی بزرگ باشد، زیرا او شعاع افق رویداد کمی را خواهد پیمود.
این بدان معنی است که در سیاهچالههای کوچک به دلیل نزدیک بودن مرکز سیاهچاله، کشش اجزای مختلف بدن یک فرد به درون آن بسیار متفاوت خواهد بود(زمین تا آسمان فرق خواهد کرد!). به زبان ساده، اگر شخص از پا به درون سیاهچاله سقوط کند هنگامی که از افق رویداد سیاهچاله می‌گذرد، کشش جاذبه روی پاهای او در مقایسه با کشش روی سرش به طور تصاعدی بزرگتر خواهد بود.
در اینجا می‌گوییم فرد اصطلاحاً پدیده اسپاگتی فضایی(spaghettification) را تجربه خواهد کرد و به احتمال زیاد از شدت کشیده شدن به شکل یک رشته ماکارونی باریک به درون سیاهچاله فرو خواهد رفت و احتمال اینکه زنده وارد سیاهچاله شود بسیار پایین است. اسپاگتی فضایی فرایندی است که طی آن هر چیزی در اثر سقوط در سیاهچاله کوچک به دلیل نیروهای گرانشی کشیده و از هم پاشیده می‌شود.
- 10
- 5
