اولین سیاهچاله تصویربرداری شده توسط بشر در حال چرخیدن است

براساس یک مطالعه جدید مشخص شده است سیاهچاله فوق‌العاده بزرگ M ۸۷* که در سال ۲۰۱۹ توجه‌ها را به سمت خود معطوف کرد و اولین فضای خالی بود که از آن تصویربرداری شد و ظاهری مشابه یک دونات نارنجی رنگ تیره داشت در حال چرخیدن است. این اطلاعات جدید در مورد M ۸۷* در روز چهارشنبه (۲۷ سپتامبر) منتشر شد. با این حال، در مورد اینکه M ۸۷* چقدر سریع می‌چرخد هنوز اطلاعاتی در دست نیست.

به گزارش ایسنا و به نقل از اسپیس، برای دو دهه، شبکه‌ای از تلسکوپ‌های رادیویی به سیاه‌چاله‌ای که در قلب کهکشان مسیه ۸۷ (M ۸۷) در فاصله ۵۵ میلیون سال نوری از زمین در صورت فلکی سنبله قرار دارد، نگاه می‌کردند. این ابزار‌ها به طور خاص توسط یک جت از پرتو‌های قدرتمند و ذراتی که از قطب‌های سیاهچاله خارج می‌شدند، تحت تاثیر قرار گرفته بودند و اکنون نتایج جدید نشان می‌دهد که این جت نسبیتی مانند یک آونگ در یک چرخه ۱۱ ساله در حال نوسان است. دانشمندان می‌گویند علت آن فعل و انفعالات گرانشی بین سیاهچاله در حال چرخش است که تصور می‌شود ۶.۵ میلیارد برابر جرم خورشید است و قرص مواد اطراف آن شواهد بی، چون و چرایی از چرخش این سیاهچاله ارائه می‌دهند.

کوی یوژو (Cui Yuzhu)، محقق آزمایشگاه ژجیانگ (Zhejiang) در چین و نویسنده اصلی این مطالعه جدید، می‌گوید: ما از این یافته مهم هیجان زده هستیم. یوژو توضیح می‌دهد که برای شناسایی دوره نوسان ۱۱ ساله این جت، گروه باید داده‌های با وضوح بالا را از ردیابی ساختار M ۸۷ در طول دو دهه جمع‌آوری می‌کرد و برای به دست آوردن اطلاعات کلیدی، تجزیه و تحلیل کاملی انجام می‌داد.

براساس این مطالعه جدید، این جت تقریبا هر ۱۱ سال یک بار جهت خود را تقریبا ۱۰ درجه تغییر می‌دهد. به گفته دانشمندان، نتایج همچنین با شبیه‌سازی‌های ابررایانه‌ای نظری سازگار است و به روشن شدن چگونگی شکل‌گیری سیاه‌چاله‌ها و تبدیل آن‌ها به هیولا‌هایی که ما آن‌ها را در سراسر جهان می‌بینیم، کمک می‌کند.

در سال ۲۰۱۹، اخترشناسان جت‌های متزلزلی را مشاهده کردند که از سیاهچاله‌ای بسیار نزدیک‌تر به ما، در فاصله حدود ۸۰۰۰ سال نوری از زمین، ساطع می‌شد. این جت‌ها در بازه‌های زمانی چند دقیقه‌ای تاب می‌خوردند و تا به امروز، سریع‌ترین نوسان‌هایی از این نوع هستند که توسط ستاره‌شناسان مشاهده شده‌اند.

در مقایسه، آخرین یافته‌ها نشان می‌دهد که جت‌های سیاه‌چاله M ۸۷ بازه زمانی بسیار طولانی‌تری را دنبال می‌کنند. با این حال، آن‌ها هنوز هم با پیش‌بینی‌های نظری ارائه شده توسط اینشتین در نظریه نسبیت عام مطابقت دارند.

بر اساس این نظریه، سیاهچاله در حال چرخش آنقدر عظیم است که بافت اطراف فضا و زمان را به سمت داخل می‌کشد که به آن «کشش چارچوب» (Frame-dragging) می‌گویند. به طور خاص، این اثر با مطالعه جدید این تیم آشکار می‌شود، زیرا محور چرخش یک سیاه‌چاله کاملا با محور چرخش قرص برافزایشی اطراف که سیاهچاله مواد ستاره‌ای را از آن می‌مکد، همسو نیست. قرص برافزایشی (accretion disc) یک ساختار دیسک مانند از ماده است که به شکل حلقوی به دور یک جسم خاص می‌چرخد. این جسم می‌تواند یک ستاره جوان، یک کوتوله سفید، یک ستاره نوترونی یا یک سیاهچاله باشد.

فرآیند‌های خاصی که باعث چرخش سیاهچاله‌ها می‌شود به خوبی درک نشده‌اند. یک نظریه پیشرو نشان می‌دهد که سیاهچاله‌های کوچک‌تر با تغذیه از ماده ستاره‌ای از یک قرص برافزایشی شکل می‌گیرند که باعث می‌شود آن‌ها به سرعت بچرخند. تصور می‌شود که در طول زمان‌های طولانی، آن‌ها با هم برخورد می‌کنند و در نهایت با هم ادغام می‌شوند و سیاه‌چاله‌های بسیار پرجرم‌تری را تشکیل می‌دهند.

انتظار می‌رود این سیاهچاله‌های نسل دوم در مقایسه با همتایان جوان خود کندتر بچرخند. برای تایید این فرضیه، محققان باید نرخ چرخش سیاهچاله‌هایی را با اندازه‌های مختلف مطالعه کنند و مطالعه اخیر می‌تواند گامی در این راستا باشد.

این تحقیق در مقاله‌ای که روز چهارشنبه در مجله نیچر منتشر شد، شرح داده شده است.