سیاهچاله مرکز کهکشان راه شیری

دنیای فضا یکی از دنیایهای عجیبی است که هنوز پر از رمز و راز است و ناگفته های بسیاری از آن باقی مانده است. یکی از عجایب موجود درفضا و کهکشان راه شیری، سیاه چاله ها هستند. سیاه چاله ها اجرامی آسمانی هستند که هرچیزی حتی نور را به درون خود می بلعند، بهم همین دلیل عکاسی از آنها هم امکانپذیر نیست.

اما به تازیگی اطلاعاتی از سیاهچاله مرکز کهکشان راه شیری منتشر شده است که بیانگر عجایبی از این سیاه چاله است که خواندن و دانستن آنها خالی از لطف نیست. خبر خوب هم اینکه به تازگی دانشمندان موفق شده اند که از درون این سیاهچاله عکاسب نموده و تصاویر جذابی را از آن منتشر نمایند.

اما قبل از اینکه به بررسی این سیاهچاله کهکشان راه شیری بپردازیم اجازه دهید تا ابتدا با معنا و مفهوم سیاهچاله آشنا شویم. همراه ما باشید.

سیاه چاله‌ چیست؟

از دیدگاه فیزیکی، سیاه چاله‌ها در واقع اجسام بسیار فشرده‌ای با جرم فوق العاده زیاد و نیروی گرانش قوی هستند، به حدی که هر چیزی را که به منطقه ورودی آن‌ها راه پیدا می‌کند، به درون خود می‌کشند. ستارگان، خورشید و حتی نور نمی‌توانند از یک سیاه چاله فرار کنند. جنزل و قز از فناوری و ابزار اندازه گیری پیشرفته‌ای شامل تکنیک‌های نوری و تصویربرداری با وضوح بالا برای اثبات شی نامرئی و فوق العاده سنگین در قلب راه شیری استفاده کردند.

فیلیپ جتزر، اخترفیزیکدان و استاد دانشگاه زوریخ می‌گوید استعداد استثنایی قز در ساختن سازه‌ها به او امکان می‌دهد تا به طور مداوم فناوری اندازه گیری مورد نیاز برای مشاهده سیاه چاله‌ها را توسعه داده و بهبود بخشد. جتزر در حال تحقیق درباره شکل گیری سیاه چاله‌های فوق العاده بزرگ در ارتباط با ماهواره تحقیقاتی ESA LISA  است. محققان ETH زوریخ در این پروژه مشارکت دارند که انتظار می‌رود داده‌های اندازه گیری جدیدی در مورد امواج گرانشی از فضا ارائه دهند.

قز بر فناوری‌های اندازه گیری متمرکز است که می‌تواند برای رصد ستارگان و فضای بین آن‌ها و همچنین کهکشان‌ها و مراکز آن‌ها از زمین مورد استفاده قرار گیرد. او معمولاً تصاویر خود را با استفاده از تلسکوپ‌های ۱۰ متری واقع در رصدخانه کک در هاوایی ثبت می‌کند.

سیاه چاله‌ها هرچیزی که به داخل‌شان می‌افتد را به دام می‌اندازند؛ حتی نور. بنابراین، به معنای واقعی کلمه غیر قابل دیدن هستند. اما سیاه چاله‌ها، فضا زمان را چنان به دور خود می‌پیچانند که وقتی با جریان‌های درخشانی از مواد در حال سقوط در چنگال گرانشی سیاه‌چاله هستند، سایه‌ای ایجاد می‌کنند. این سایه، تقریبا ۲.۵ برابر بزرگ‌تر از افق رویداد سیاه‌چاله است. هرچیزی که از افق رویداد سیاه‌چاله عبور کند و به داخلی آن سقوط کند، به دلیل گرانش بالای سیاه‌چاله، هرگز نمی‌تواند از آن خارج شود.

یافته های قز و همکارانش

قز از دهه ۱۹۹۰ تاکنون تکنیک‌های نوری و آشکارساز‌های مادون قرمز را در مورد اجرام آسمانی و شی‌های نامرئی تصحیح کرده و تصاویر با کیفیتی از آن‌ها را به ثبت رسانده است. او تشخیص داد که هزاران ستاره در اطراف یک شی نامرئی در مرکز کهکشان راه شیری وجود دارند. علاوه بر این، این جسم مرکزی باید بسیار کوچک باشد، زیرا ستارگان بدون برخورد با آن‌ها بدون هیچ گونه تلاقی از مدار خود پیروی می‌کنند.

سرعت بالای ستارگان تا چهار درصد سرعت نور نیز نشان می‌دهد که این جسم فوق العاده سنگین است و با حرکت گرانشی عظیم خود بر حرکت ستارگان تأثیر می‌گذارد. در واقع، جرم این جسم تقریباً چهار میلیون برابر خورشید ما است. بر اساس این یافته‌ها به نظر می‌رسد که این جسم یک سیاه چاله ابرجرم باشد.

اولین تصویر از سیاهچاله مرکز کهکشان‌ راه شیری

تلسکوپ افق رویداد با ثبت اولین تصویر از ابرسیاهچاله مرکز کهکشان راه شیری بار دیگر تاریخ‌ساز شد.

اخترشناسان ساعاتی پیش اعلام کردند که پرده تاریکی و غبار را از مرکز کهکشان راه شیری ما کنار زده‌اند تا اولین تصویر از  ابرسیاهچاله مرکز این کهکشان را ثبت کنند.

سیاهچاله‌ی مرکز کهکشان راه‌شیری که در فاصله حدودی ۲۵ هزار سال نوری از زمین قرار گرفته، “کمان ای*” (Sagittarius A*) نام دارد و اخترشناسانی همچون “آندریا گز” (Andrea Ghez) ‌از دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس و “راینهارد گنزل” (Reinhard Genzel) از موسسه ماکس پلانک محاسبه کرده‌اند که جرم آن ۴.۱۴ میلیون برابر خورشید است. این دو برای دستاورد خود در سال ۲۰۲۰ موفق به دریافت جایزه نوبل فیزیک شدند. تصویربرداری از سیاهچاله‌ی “کمان ای*” کار دشواری است زیرا این سیاهچاله هر ساعت سوسو می‌زند.

دکتر “فریال اوزل” (Feryal Ozel) نیز بخشی از پروژه تلسکوپ افق رویداد است، که با همکاری بیش از ۳۰۰ دانشمند از ۱۳ موسسه، شبکه جهانی رو به رشدی از تلسکوپ‌ها را برای ساخت یک تلسکوپ بزرگ به بزرگی زمین اداره می‌کنند. این تصویر جدید بی‌شباهت به تصویری که از یک سیاهچاله در سال ۲۰۱۹ ثبت شدٰ نیست و به گفته‌ی دکتر اوزل این موضوع نشان‌ دهنده آن است که تصویر سال ۲۰۱۹ اتفاقی نبوده است. علاوه بر آن ویژگی‌های ساختار دونات شکل آن به خوبی با پیش‌بینی‌های حاصل از حرکت ستاره‌ها و ابرهای گازی در اطراف مرکز کهکشانی مطابقت داشت.

“مایکل جانسون” (Michael Johnson)، یکی از اعضای این تیم از مرکز هاروارد-اسمیتسونیان، می‌گوید: این تصویر تاییدی فوق‌العاده‌ بر نظریه نسبیت عام اینشتین است.

سیاهچاله ناحیه‌ای در فضا-زمان با گرانشی بسیار نیرومند است که هیچ چیز حتی ذرات و تابش‌های الکترومغناطیسی مانند نور نمی‌توانند از میدان گرانش قدرتمند آن بگریزند نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین بیان می‌کند که یک جرم به اندازه کافی فشرده شده، می‌تواند سبب تغییر شکل و خمیدگی فضا-زمان و تشکیل سیاهچاله شود. مرز این ناحیه از فضازمان که هیچ چیزی پس از عبور از آن نمی‌تواند به بیرون برگردد را افق رویداد می‌نامند.