خبر های ویژه
23 اردیبهشت 1401
تلسکوپ ها نمایی فوق العاده از سیاهچاله راه شیری را دریافت کردند +ویدئو
گزارشی از ناسا ، ترجمه کاوه وحیدی آذر
سیاهچاله ها، اگرچه برای چشم انسان نامرئی هستند، اما با مشاهده اثرات آنها بر فضای اطراف و ماده قابل تشخیص هستند. سیاهچالهها در نتیجه جرم عظیمشان گرانش فوق‌العاده بالایی دارند که با سرعت بالایی مواد اطراف را به داخل می‌کشد و باعث می‌شود این ماده بسیار داغ شود و اشعه ایکس ساطع کند.
تبریز امروز:
قدرت تلسکوپ های متعدد در سراسر جهان برای گرفتن اولین تصویر از سیاهچاله در مرکز کهکشان راه شیری، Sagittarius A*، ترکیب شد.
دریابید که چگونه دانشمندان اولین تصویر از کمان A* را ثبت کردند، چرا مهم است و چگونه می توان آن را به یک فرصت یادگیری برای دانش آموزان تبدیل کرد.
کهکشانی که زمین در آن واقع است ، کهکشان راه شیری، دارای یک سیاهچاله بسیار پرجرم در مرکز خود است، اما ما هرگز آن را تاکنون ندیده‌ایم . تلسکوپ افق رویداد که توسط بنیاد ملی علوم پشتیبانی می شود، اولین تصویر از سیاهچاله کهکشانی ما، Sagittarius A* (با تلفظ "Sagittarius A-star" و به اختصار Sgr A*) را منتشر کرده است.
سیاهچاله مکانی در فضا با کشش گرانشی آنقدر قوی است که هیچ چیز، حتی نور، نمی تواند از آن فرار کند. لبه بیرونی سیاهچاله، به نام افق رویداد آن، مرز کروی را مشخص می کند که در آن سرعت مورد نیاز برای فرار از سرعت نور بیشتر است. ماده و تشعشع وارد می شوند، اما نمی توانند خارج شوند. از آنجا که حتی نور نیز نمی تواند فرار کند، سیاهچاله به معنای واقعی کلمه سیاه است. برخلاف اسمشان، سیاهچاله ها خالی نیستند. در واقع یک سیاهچاله حاوی مقدار زیادی ماده است که در فضای نسبتاً کوچکی بسته بندی شده است. سیاهچاله ها اندازه های مختلفی دارند و می توانند در سرتاسر فضا وجود داشته باشند.
ما می توانیم در مورد منشاء سیاهچاله ها از اندازه آنها حدس بزنیم. دانشمندان می دانند که چگونه برخی از انواع سیاهچاله ها شکل می گیرند، اما شکل گیری برخی دیگر یک راز است. سه نوع مختلف سیاهچاله وجود دارد که بر اساس اندازه آنها طبقه بندی می شوند: سیاهچاله های با جرم ستاره ای، جرم متوسط و سیاهچاله های کلان جرم.
سیاهچاله هایی با جرم ستاره ای در سراسر کهکشان راه شیری ما یافت می شوند و جرمی کمتر از ۱۰۰ برابر خورشید ما دارند. آنها یکی از نقاط پایانی احتمالی زندگی ستارگان با جرم بالا را تشکیل می دهند. سوخت ستارگان از همجوشی هسته ای هیدروژن تامین می شود که هلیوم و سایر عناصر را در اعماق درون آنها تشکیل می دهد. خروج انرژی از نواحی مرکزی ستاره فشار لازم را برای جلوگیری از فروپاشی ستاره تحت وزن خود فراهم می کند.
این تصویر یک سیستم دوتایی حاوی یک سیاهچاله با جرم ستاره ای به نام IGR J17091-3624 را نشان می دهد. گرانش قوی سیاهچاله، در سمت چپ، گاز را از ستاره همراه در سمت راست می کشد. این گاز دیسکی از گاز داغ را در اطراف سیاهچاله تشکیل می دهد و باد از این دیسک خارج می شود.
هنگامی که سوخت موجود در هسته یک ستاره با جرم بالا به طور کامل سوخته شد، ستاره فرو می ریزد و گاهی اوقات یک انفجار ابرنواختری ایجاد می کند که مقدار زیادی انرژی آزاد می کند که در سراسر طیف الکترومغناطیسی قابل تشخیص است. اگر جرم ستاره بیش از 25 برابر خورشید ما باشد، سیاهچاله ای با جرم ستاره ای می تواند تشکیل شود.
سیاهچاله های با جرم متوسط، جرمی بین 100 تا 100000 برابر خورشید ما دارند. تا همین اواخر، وجود سیاهچاله‌های با جرم متوسط فقط نظریه‌پردازی شده بود. رصدخانه پرتو ایکس چاندرا ناسا با مشاهده پرتوهای ایکس ساطع شده از گاز اطراف سیاهچاله، چندین سیاهچاله با جرم متوسط را شناسایی کرده است. رصدخانه امواج گرانشی تداخل سنج لیزری یا LIGO که توسط بنیاد ملی علوم تامین می شود، ادغام دو سیاهچاله با جرم ستاره ای با جرم های 65 و 85 برابر خورشید ما را شناسایی کرد و سیاهچاله ای با جرم متوسط با جرم 142 خورشیدی را تشکیل داد. (برخی از جرم به انرژی تبدیل شد و حدود 9 جرم خورشیدی به صورت امواج گرانشی تابش کردند.)
سیاهچاله های کلان جرم بین یک میلیون تا یک میلیارد برابر جرم سیاهچاله هایی با جرم ستاره ای دارند. دانشمندان مطمئن نیستند که سیاهچاله های کلان جرم چگونه تشکیل می شوند، اما یک نظریه این است که آنها از ترکیب سیاهچاله هایی با جرم ستاره ای به وجود می آیند.
یک مقیاس در جرم کمتر (نسبت به خورشید) را از 1 تا 1 میلیون و بیشتر نشان می دهد. سیاهچاله های با جرم ستاره ای در سمت چپ مقیاس بین حدود 10 تا 100 جرم خورشیدی نشان داده شده اند و پس از آن در سمت راست سیاهچاله های با جرم متوسط از 100 تا بیش از 100000 جرم ستاره ای و سپس سیاهچاله های کلان جرم از حدود 1 میلیون به بعد نشان داده شده اند.
این نمودار جرم نسبی اجرام کیهانی فوق متراکم را نشان می دهد، از کوتوله های سفید تا سیاهچاله های بسیار پرجرم محصور در هسته اکثر کهکشان ها
سیاهچاله مرکز کهکشانی ما، Sagittarius A*، یک سیاهچاله بسیار پرجرم با جرم حدود چهار میلیون خورشید است که برای یک سیاهچاله کلان جرم نسبتاً کوچک است.
تلسکوپ فضایی هابل SA و تلسکوپ های دیگر مشخص کرده اند که بسیاری از کهکشان ها دارای سیاهچاله های بسیار پرجرم در مرکز خود هستند.
مجموعه ای از ستارگان به رنگ سفید روشن توسط گردابی به رنگ توت از غبار ستاره ای و ستاره احاطه شده است.
این تصویر مرکز کهکشان راه شیری را به همراه نمایی نزدیکتر از Sagittarius A* نشان می دهد. این تصویر با ترکیب تصاویر پرتو ایکس از رصدخانه پرتو ایکس چاندرا ناسا (آبی) و تصاویر فروسرخ از تلسکوپ فضایی هابل (قرمز و زرد) این آژانس ساخته شده است. قسمت داخلی Sgr A* را فقط در اشعه ایکس نشان می‌دهد که منطقه‌ای به عرض نیم سال نوری را پوشش می‌دهد.
چرا آنها مهم هستند
سیاهچاله ها برای همه از کودکان خردسال تا ستاره شناسان حرفه ای جذابیت دارند. به ویژه برای ستاره شناسان، یادگیری در مورد Sagittarius A* مهم است زیرا بینش هایی را در مورد شکل گیری کهکشان و سیاهچاله های ما ارائه می دهد.
درک فیزیک شکل‌گیری و رشد سیاهچالهها، و همچنین محیط اطراف آنها، پنجره‌ای به تکامل کهکشان‌ها در اختیار ما قرار می‌دهد. گرچه Sagittarius A* بیش از 26000 سال نوری (152 کوادریلیون مایل) از زمین فاصله دارد، اما نزدیکترین سیاهچاله کلان جرم ماست. تشکیل و فرآیندهای فیزیکی آن بر کهکشان ما تأثیر می گذارد زیرا ماده کهکشانی به طور مداوم از افق رویداد عبور می کند و جرم سیاهچاله را افزایش می دهد.
مطالعه سیاهچاله ها همچنین به ما کمک می کند تا نحوه تعامل فضا و زمان را بیشتر درک کنیم. با نزدیکتر شدن به سیاهچاله، جریان زمان در مقایسه با جریان زمانی دور از سیاهچاله کاهش می‌یابد. در واقع، طبق نظریه نسبیت عام اینشتین، جریان زمان در نزدیکی هر جسم عظیمی کند می شود. اما برای ایجاد تفاوت محسوس در جریان زمان به یک جسم فوق العاده عظیم مانند سیاهچاله نیاز است. هنوز چیزهای زیادی برای یادگیری در مورد اتفاقاتی که برای زمان و مکان درون سیاهچاله می افتد وجود دارد، بنابراین هر چه بیشتر آنها را مطالعه کنیم، بیشتر می توانیم بیاموزیم.
چگونه دانشمندان از قوس A* تصویربرداری کردند
سیاهچاله ها، اگرچه برای چشم انسان نامرئی هستند، اما با مشاهده اثرات آنها بر فضای اطراف و ماده قابل تشخیص هستند. سیاهچالهها در نتیجه جرم عظیمشان گرانش فوق‌العاده بالایی دارند که با سرعت بالایی مواد اطراف را به داخل می‌کشد و باعث می‌شود این ماده بسیار داغ شود و اشعه ایکس ساطع کند.
این ویدیو توضیح می‌دهد که چگونه به نظر می‌رسد که Sagittarius A* هنوز بقایای یک جت مشعل مانند با قدمت چند هزار سال را دارد.
تلسکوپ‌های تشخیص اشعه ایکس مانند رصدخانه پرتو ایکس چاندرا ناسا می‌توانند از موادی که به صورت مارپیچی در حال تبدیل شدن به یک سیاهچاله هستند تصویربرداری کنند و مکان سیاهچاله را آشکار کنند. تلسکوپ فضایی هابل ناسا می تواند سرعت گاز و ستارگانی را که به دور نقطه ای در فضا می چرخند که ممکن است سیاهچاله باشد، اندازه گیری کند. دانشمندان از این اندازه گیری های سرعت برای تعیین جرم سیاهچاله استفاده می کنند. هابل و چاندرا همچنین قادر به تصویربرداری از اثرات عدسی گرانشی یا خمش نور ناشی از کشش گرانشی سیاهچاله ها یا دیگر اجرام با جرم بالا مانند کهکشان ها هستند.
یک حباب مرکزی روشن توسط هاله‌های آبی و سوت‌هایی احاطه شده است که نوعی الگوی هدف را تشکیل می‌دهند.
الگوهای نازک چشم گاو نر آبی در این تصویر تلسکوپ فضایی هابل "حلقه های اینشتین" نامیده می شوند. این حباب ها کهکشان های بیضی شکل غول پیکری هستند که تقریباً 2 تا 4 میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند. و الگوهای چشم گاو نر زمانی ایجاد می‌شوند که نور کهکشان‌های دو برابر دورتر توسط گرانش کهکشان‌های بیضوی غول‌پیکر به شکل‌های دایره‌ای منحرف می‌شود.
دانشمندان از سراسر جهان برای ایجاد تصویری مستقیم از ماده اطراف یک سیاهچاله، و در نتیجه نمایاندن شبح خود سیاهچاله، برای ایجاد تلسکوپ افق رویداد همکاری کردند. تلسکوپ افق رویداد از قدرت ترکیبی تلسکوپ‌های متعدد در سراسر جهان استفاده می‌کند که می‌توانند امواج رادیویی را از آسمان شناسایی کنند و یک تلسکوپ مجازی به اندازه زمین ایجاد کنند.
این ویدیو که توسط کیتی بومن از Caltech روایت می‌شود، توضیح می‌دهد که چگونه او و هم‌تیمی‌هایش در پروژه تلسکوپ افق رویداد موفق شدند از Sagittarius A* (Sgr A*)، یک سیاهچاله کهکشان راه شیری که در فاصله 27000 سال نوری از ما قرار دارد، عکسی بگیرند.
در سال 2019، تیم اولین تصویر از شبح یک سیاهچاله را هنگامی که گازهای درخشان اطراف سیاهچاله کهکشانی M87* را در فاصله 53 میلیون سال نوری (318 کوینتیلیون مایل) از زمین ثبت کردند، منتشر کردند. سپس تیم اعلام کرد که یکی از تلاش‌های بعدی آنها تصویربرداری از Sagittarius A* است.
حلقه ای گرم و درخشان، سیاهی خالی را احاطه کرده است.
این تصویر که توسط تلسکوپ Event Horizon در سال 2019 گرفته شد، از گازهای درخشان اطراف سیاهچاله M87*، اولین تصویری بود که از یک سیاهچاله گرفته شد. اعتبار تصویر: Event Horizon Telescope Collaboration | + بزرگ کردن تصویر
برای انجام جدیدترین رصد، تلسکوپ افق رویداد آرایه سکوهای رصدی خود را در مرکز کهکشان راه شیری متمرکز کرد. آرایه تلسکوپ مجموعه ای از تلسکوپ ها است که به گونه ای چیده شده اند که، الف
این یک مجموعه است، آنها شبیه به یک تلسکوپ غول پیکر عمل می کنند. علاوه بر تلسکوپ‌های مورد استفاده برای گرفتن تصویر M87*، سه تلسکوپ رادیویی اضافی برای بدست آوردن تصویر Sagittarius A* به آرایه پیوستند: تلسکوپ گرینلند، تلسکوپ 12 متری کیت پیک در آریزونا، و آرایه میلی‌متری گسترده شمال، یا NOEMA، در فرانسه.
این تصویر از مرکز کهکشان راه شیری ما که منطقه ای به وسعت تقریباً 400 سال نوری را نشان می دهد، به صدا تبدیل شده است. به ابزارهای مختلفی که نشان دهنده داده های گرفته شده توسط رصدخانه اشعه ایکس چاندرا، تلسکوپ فضایی هابل و تلسکوپ فضایی اسپیتزر هستند گوش دهید. داده‌های هابل مناطق پر انرژی را که در آن ستاره‌ها متولد می‌شوند، نشان می‌دهد، در حالی که داده‌های اسپیتزر ابرهای درخشان غبار حاوی ساختارهای پیچیده را ثبت می‌کنند. پرتوهای ایکس از چاندرا گازی را نشان می‌دهد که میلیون‌ها درجه از انفجارهای ستاره‌ای و خروجی از Sagittarius A* گرم شده است.
فاصله از مرکز Sagittarius A* تا افق رویداد آن، اندازه‌گیری که به شعاع شوارتزشیلد معروف است، در هفت میلیون مایل (12000000 کیلومتر یا 0.08 واحد نجومی) بسیار زیاد است. اما اندازه ظاهری آن هنگام مشاهده از زمین بسیار کوچک است زیرا بسیار دور است. شعاع ظاهری شوارتزشیلد برای Sagittarius A* 10 میکروثانیه است، تقریباً به اندازه یک زغال اخته بزرگ در ماه.
گرفتن یک تصویر خوب از یک جسم بزرگ که هنگام مشاهده از زمین کوچک به نظر می رسد، به تلسکوپی با وضوح فوق العاده خوب یا توانایی تشخیص کوچکترین جزئیات ممکن در یک تصویر نیاز دارد. هر چه رزولوشن بهتر باشد، تصویر بهتر و جزئیات بیشتری را نشان می دهد. حتی بهترین تلسکوپ‌ها یا مجموعه‌ای از تلسکوپ‌ها در یک مکان، وضوح کافی برای تصویربرداری از Sagittarius A* را ندارند.
میدان متراکم ستارگانی مانند دانه های شن توسط ابرهای موزون گاز و غبار درخشان احاطه شده است.
این تصویر که توسط تلسکوپ فضایی هابل ناسا گرفته شده، مرکز ستاره‌دار کهکشان راه شیری را به سمت صورت فلکی قوس نشان می‌دهد. حتی اگر نمی‌توانید سیاهچاله مرکزی کهکشان را مستقیماً ببینید، ممکن است بتوانید مکان آن را بر اساس آنچه تاکنون درباره سیاهچالهها آموخته‌اید مشخص کنید. اعتبار تصویر: NASA، ESA، و G. Brammer | › تصویر کامل و شرح
اضافه شدن تلسکوپ 12 متری گرینلند، اگرچه ابزاری نسبتاً کوچک بود، قطر یا دیافراگم تلسکوپ افق رویداد را تقریباً به قطر زمین افزایش داد. و NOEMA - آرایه ای از دوازده آنتن 15 متری با حداکثر فاصله 2500 فوت (760 متر) - به افزایش بیشتر ظرفیت جمع آوری نور تلسکوپ افق رویداد کمک کرد.
در مجموع، هنگامی که در تلسکوپ عظیم Event Horizon ترکیب شد، آرایه مجازی تصویری از Sagittarius A* به دست آورد که در حدود 50 میکروثانیه یا حدود 1/13 یک میلیاردم گستره آسمان شب است.
ارتباط با تبریز امروز
اخبار ، گزارشات ، عکسها و فیلم های خود را برای ما ارسال دارید . برای ارسال میتوانید از طریق آدرس تلگرامی یا ایمیل استفاده کنید.
اشتراک در خبرنامه
برای اطلاع از آخرین خبرهای تبریز امروز در کانال تلگرام ما عضو شوید.
فرم تماس با تبریز امروز
کلیه حقوق این سایت متعلق به پایگاه خبری تبریز امروز بوده و استفاده از مطالب آن با ذکر منبع بلامانع
است.
طراحی وتولید
توسططراح وب سایت