فهرست مندرجاتروشی نوین برای اندازه‌گیری جرم سیاه‌چاله‌ها
[اخترشناسی] [اسرار کیهانی]
[↑] روشی نوین برای اندازه‌گیری جرم سیاه‌چاله‌ها
نیکولای شاپوشنیکو و لو تیتار چوک، دو اختر فیزیکدان مرکز پروازهای فضایی گدارد ناسا به ابتکاری نوین در زمینه اندازه‌گیری جرم سیه‌چاله‌ها نایل آمدند.
شاید در ابتدا عجیب به‌نظر آید، اما یکی از مهم‌ترین و مشکل‌ترین مسایلی که دانشمندان همواره با آن روبرو هستند تعیین جرم اجرام آسمانی است. نمونه‌های فراوانی از سیستم‌هایی دوتایی که در آن دو ستاره به دور یکدیگر در گردشند مورد بررسی قرار گرفته و جرم دقیق آن‌ها محاسبه می‌گردد. در این بین تعیین جرم سیاه‌چاله‌ها فرایندی بسیار پیچیده است زیرا این اجرام غیر قابل مشاهده هستند.
اما اختر فیزیکدانان کار آزموده در ابتکاری بی‌سابقه، روش نوینی برای حل این مسئله ابداع نمودند. در این روش با سنجش میزان وسعت قرص بر افزایشی در سیاه‌چاله جرم دقیق آن تعیین می‌گردد. (قرص بر افزایشی یک صفحه دایره‌ای گردان است که از مواد به دور سیاه‌چاله تشکیل می‌شود. این مواد که در اطراف سیاه‌چاله قرار دارند به‌مرور وارد آن شده و به‌عبارت دیگر بلعیده می‌شوند.)
از آن‌جا که این مواد می‌توانند بسیار سریع‌تر از بلعیده‌شدن توسط سیاه‌چاله متراکم گردند، به‌هم فشرده‌شده و فوق‌العاده گرم می‌شوند. علاوه بر این، در طی فرایند گرم شدن امواجی را در طیف اشعه ایکش گسیل می‌کنند که توسط اخترشناسان در زمین دریافت می‌شود.
دانشمندان به این نکته پی برده‌اند که رابطه مستقیمی بین سیاه‌چاله و اندازه قرص بر افزایشی اطراف آن وجود دارد. به‌عقیده اخترشناسان، متراکم شدن گازهای داغ قرص بر افزایشی با افزایش جرم سیاه‌چاله همراه خواهد بود. بدین ترتیب، هرچه قدر که سیاه‌چاله پُرجرم‌تر باشد، میزان تراکم مواد اطراف آن و در نتیجه اندازه قرص برافزایشی وسیع‌تر خواهد بود.
نمایی خیالی از یک سیاه‌چاله در حال بلعیدن همدم ستاره‌ای خود
این ایـده که بـرای نخسـتین‌بار توسـط تیتار چـوک، در سال ۱۹۹٨ میلادی، مطـرح گـردید، نشـان داد سـیاه‌چـاله موجـود در سـیسـتم دوتایی کیگنـس ایکـس – ۱ (Cygnus X-1) بیش از ٨،٧ برابر خورشید جرم دارد. شایان ذکر است که میزان خطای احتمالی در این محاسبه فقط ٠،٨ جرم خورشید بود.
سـیستم دوتایی کیگنس ایکس – ۱ (Cygnus X-1) نخستین کاندید وجود سیاه چاله در دهه ۱۹٧٠ میلادی بود. این سیستم دوتایی از یک ستاره ابر پرجرم آبی و همدمی نامرئی تشکیل شده بود. مشاهداتی که در طیف مرئی به‌عمل آمد نوعی آشفتگی را در حرکت ستاره نمایان ساخت و سرانجام اخترشناسان به این نتیجه رسیدند که این آشفتگی به‌خاطر وجود سیاه‌چاله‌ای به جرم ۱٠ برابر خورشید در اطراف ستاره ابر پُر جرم است.
تاد استرومایر و ریچارد مشوتسکی با همراهی چهار تن دیگر از مرکز پروازهای فضایی گدارد به‌طور مستقل با استفاده از همین شیوه به‌بررسی فرا تابش اشعه ایکس که از سیاه‌چاله‌ای واقع در یک کهکشان کوچک همسایه به‌نام ان‌جی‌سی ۵۴٠٨ (NGC 5408) گسیل می‌شد، پرداختند. آن‌ها جرم این سیاه چاله را ٢٠٠٠ برابر جرم خورشید تخمین زدند.
دانشمندان با بهره‌گیری از این روش به شناسایی سیاه‌چاله‌های متوسطی که بیش از هزاران برابر خورشید جرم دارند، می‌پردازند. این دست از سیاه‌چاله‌ها اگرچه در مقایسه با سیاه‌چاله‌هایی که چندین برابر ستارگان جرم دارند، بسیار شگرف جلوه می‌کنند، اما در برابر سیاه‌چاله‌های ابر پُرجرمی که صدها میلیون‌ها بار از تنها ستاره منظومه شمسی‌مان پُرجرم‌ترند، بسیار ناچیز اند[۱].
[↑] يادداشت‌ها
يادداشت ۱: اين مقاله برای دانشنامهی آريانا توسط مهدیزاده کابلی ارسال شده است.
[↑] پی‌نوشت‌ها
[۱]- روشی نوین برای اندازه‌گیری جرم سیاه‌چاله‌ها، ترجمه‌ی اسماعیل مروجی، وب‌سایت فیزیک هوپا (انجمن فیزیکدانان جوان ایران)
[↑] جُستارهای وابسته
□
□
□
[↑] سرچشمه‌ها
□ وب‌سایت فیزیک هوپا (انجمن فیزیکدانان جوان ایران)؛ برگرفته از:ESA News Release / NASA-GODDARD NEWS RELEASE