داستان رسیدن به نخستین تصویر سیاه‌چاله

سیاه‌چاله‌ها ناحیه‌ای از فضا-زمان هستند که بسیار متراکم بوده و جاذبه گرانشی بسیار شدیدی دارند به گونه‌ای که حتی نور نیز نمی‌تواند از گرانش آنها فرار کند. سیاهچاله ها فضایی بسیار تاریک و سیاه در فضا هستند، زیرا هیچ نوری نمی توانند داشته باشند و دانشمندان معتقدند در قلب هر کهکشان موجود در فضا یک سیاهچاله وجود دارد.

ستاره شناسان تاکنون سه نوع سیاه‌چاله را شناسایی کرده‌اند که بر مبنای جرمشان به سیاه‌چاله‌های ستاره‌ای (ریز سیاه‌چاله‌)، سیاه‌چاله‌های جرم متوسط و سیاه‌چاله‌های کلان جرم تقسیم می‌شوند.

از چند دهه پیش اخترفیزیک دانان فعال بر روی سیاهچاله ها، ذهن خود را بر روی چند سیاهچاله پر جرم که مکان آنها توسط روش های محاسباتی تخمین زده شده بود، معطوف کردند. دانشمندان همواره در پی راهکارهایی برای رصد چنین اجرامی بودند و با تکنولوژی های در دسترس رسیدن به آن محال به نظر می رسید. خوشبختانه به لطف پیشرفت تکنولوژی، دانشمندان توانسته اند به بسیاری از سؤالات بشر پاسخ پیدا کنند و برای رموز بشر دلیلی پیدا کنند.

در نهایت دانشمندان تصویری از آن شیء پرده برداشتند، سیاهچاله ای فوق العاده غول پیکر که ۵۵ میلیون سال نوری از زمین فاصله داشته و در مرکز کهکشان M۸۷ قرار دارد و جرم آن ۶٫۵ میلیارد برابر خورشید است. این تصویر برجسته شبیه به یک فضای خالی دایره ای شکل است که توسط یک حلقه لامپ یک طرفه احاطه شده است.

سال گذشته با ظهور ایده و تکنولوژی تداخل سنجی در دنیای تلسکوپ ها و پیشرفت و توسعه ارتباطات الکترونیکی، دانشمندان توانسته بودند با ایجاد شبکه گسترده از تلسکوپ های رادیویی که تا پیش از این هر کدام در نقطه ای از جهان سرگرم فعالیت های خود بودند، تلسکوپی به پهنای زمین بسازند و به همین طریق رویای دیرین محقق شد.

سرپرست تیم اخترفیزیک ناسا در واشنگتن می گوید: «سالها پیش فکر می کردیم باید تلسکوپ بسیار عظیمی بسیازیم اما با داشتن چند رادیوتلسکوپ هماهنگ که مانند یک دستگاه عمل می کنند توانسیتیم به این تصویر دست پیدا کنیم».

برای رسیدن به این تصویر ستاره شناسان از آرایه تلسکوپی «افق رویداد» استفاده کردند که از ۸ رصدخانه مستقر در سطح زمین تشکیل شده و به طور خاص برای گرفتن اولین تصویر سیاهچاله طراحی شده بود. با همکاری چندین تلسکوپ اصطلاحا آرایه می گویند.

سیاهچاله ها را نمی توان مستقیم رصد کرد و تنها اثر این موجود گرانش سهمگین است که دیسکی از اجرام در حال گردش در اطراف آن سیاه‌چاله را مشخص می کند که دیسک برافزایشی شناخته می شود. گازهای موجود در این دیسک هنگام کشیده شدن درون سیاهچاله سرعت زیادی دارند و به دلیل اختلاف سرعت در فواصل مختلف به افق رویداد و ایجاد اصطکاک تا میلیون ها درجه گرم می شوند و شروع به تابش می کنند. شدت این تابش و دمای نهایی دیسک و مواد درحال بلعیده شدن ما را در مورد گرانش راهنمایی می کند. انباشته شدن مواد در سیاهچاله باعث تابش پرتوی ایکس می شود و خود سیاهچاله را سایه مشخص می کند. دیسک در فاصله ای از سیاهچاله است که نور توان گریز دارد.

این سیاهچاله در مرکز کهکشان کهکشان بیضوی M۸۷ با قطر ۲۴۰ هزار سال نوری و جرم بیش از ۲۰۰ برابر کهکشان ما در خوشه سنبله و فاصله ۵۵ میلیون سال نوری از ما واقع شده است و قطری برابر ۴۰میلیارد کیلومتر و ۶.۵ میلیارد برابر جرم خورشید جرم دارد. این درحالی است که قطر سیاه چاله کهکشان راه شیری تنها ۴۴ میلیون کیلومتر است.

برای رصد سیاهچاله با استفاده از طول موج های متفاوت، رصدخانه های مختلف و حدود ۲۰۰ دانشمند از سراسر جهان فعالیت داشتند. تلسکوپ پرتوی گاما ناسا تغییرات کهکشان را در پرتو گاما بررسی کرد و در نهایت با استفاده از یک الگوریتم تبدیل داده به عکس به تصویری قابل درک برای چشم تبدیل شد.

موفقیت تلسکوپ افق رویداد در اولین پروژه باعث تلاش دانشمندان در توسعه این سامانه شده و با قدرت شگفت خود در حال بررسی کهکشان های دوردست است.

منبع: ایسنا

24