کشف میدان‌های مغناطیسی فوق العاده قدرتمند سیاهچاله برای اولین بار

دانشمندان برای اولین بار با استفاده از داده‌های تلسکوپ افق رویداد موفق شدند از میدان مغناطیسی فوق قدرتمند اطراف سیاهچاله کلان جرم M87 تصویربرداری کنند. آنها امیدوارند که چگونگی پرتاب انرژی و ماده تا مسافت بیش از ۵۰۰۰ سال نوری را درک کنند. (تصویر کاور سیاهچاله M87 را در نور قطبی نشان می‌دهد. قطبش جهت میدان مغناطیسی اطراف سیاهچاله را نشان می‌دهد)

به گزارش علمی‌ها و به نقل از Livescience، این تصاویر مربوط به نور قطبی شده و میدان مغناطیسی اسرارآمیز سیاهچاله است که از سیاه‌چاله M87 گرفته شده است. در سال ۲۰۱۷ بر پایه یک همکاری بین المللی بیش از ۳۰۰ ستاره شناس، ۱۱ رادیو تلسکوپ بزرگ را در سراسر جهان را برای رصد سیاه‎چاله M87 بهم متصل کردند. این سیاهچاله در مرکز کهشان مسیه ۸۷ قرار داشته و یک کهکشان بیضوی غول پیکر است که در فاصله ۵۵ میلیون سال نوری از ما قرار دارد. این تلسکوپ مشترک و بزرگ تلسکوپ افق رویداد Event Horizon Telescope (EHT) نام گرفت. اولین نتیجه این پروژه در سال ۲۰۱۹ منتشر شد که در آن برای اولین بار تصویری از یک سیاهچاله گرفته شد (ثبت اولین تصویر واقعی از یک سیاه چاله).

اکنون نتیجه یک تجزیه و تحلیل جدید از داده‌ها نشان می‌دهد که نور قرص برافزایشی تا حدی قطبی است، به این معنی که امواج نور در یک سطح واحد می‌لرزند. این نشانه‌ای از نوری است که از فضای گرم و مغناطیسی عبور کرده و وجود آن به این معنی است که محققان بر مبنای آن می‌توانند نقشه مغناطیسی لبه سیاهچاله را ترسیم کنند. نور هنگام عبور از میادین مغناطیسی اطراف سیاه‌چاله، قطبی می‌شود، ستاره‌شناسان می‌توانند با اندازه‌گیری نوری قطبی شده، درک بهتری از آنچه در این محیط مرموز می‌گذرد داشته باشند.

بر اساس این پژوهش دانشمندان دریافتند که میدان مغناطیسی سیاهچاله ممکن است به اندازه‌ای قدرتمند باشد که بتواند ماده‌ای که به صورت غیرقابل برگشت در حال سقوط به افق رویداد سیاهچاله است را به سمت بیرون پرتاب کند. در نتیجه این فرآیند نوعی ماده و انرژی مانند یک جت از سیاهچاله و کهکشان اطراف آن خارج می‌شود.

نور قطبی شده

برای تهیه نقشه‌های میدان مغناطیسی جدید، محققان مجبور شدند قطب بندی را از یک مجموعه از داده‌های بسیار شلوغ انتخاب کنند. نور قطبی شده تنها بخشی از نور اطراف سیاهچاله است که در اثر حرکت سریع ماده و برخورد آنها به یکدیگر، ایجاد می‌شود. علاوه بر این، تیم تحقیقاتی باید سیگنال میدان مغناطیسی سیاه‌چاله را از خطای وارد شده توسط جو زمین بر روی ۱۱ تلسکوپ و ابزارهای داخلی آنها را جدا کنند.

پس از پردازش داده‌های در ابتدا به نظر می‌رسید که فقط ۱٪ تا ۳٪ نور اطراف سیاهچاله قطبی شده است. اما وقتی محققان روی بخش قطبی شده بزرگنمایی کردند، متوجه شدند که بین ۱۰ تا ۲۰ درصد حلقه درخشان (قرص برافزایشی) قطبی شده است.

این میدان مغناطیس از گاز داغی که به دور سیاهچاله می‌چرخد حاصل شده و چرخش ذرات گاز باردار، میدان را تقویت می‌کند. اما محققان دریافتند که همه میدان مغناطیسی به سادگی با گاز در حال دوران، نمی‌چرخد. این میدان بسیار قدرتمند زیرا هنگام چرخش گازها به دور سیاهچاله می‌تواند در برابر کشیده شدن به همراه گازها مقاومت کند.

فرار از سیاه‌چاله

مدت‌هاست که اخترفیزیکدانان گمان می‌کنند که میدان‌های مغناطیسی اطراف، هم در رشد سیاهچاله‌ها و هم در بیرون راندن ماده و انرژی به صورت جت‌های بزرگ نقش دارند. آنها توانسته بودند میدان‌های مغناطیسی درون جت‌ها را اندازه گیری کنند، اما این اولین بار است که آنها می‌توانند مستقیماً میدان پایه جت‌ها را مشاهده کنند.

مسئله اصلی در اینجا درک چگونگی ساختار این میدان در نزدیکی سیاهچاله است. به همین علت پژوهشگران سعی کردند انواع مختلف میدان‌ها را با استفاده از مدل‌های رایانه‌ای داده‌های تلسکوپ افق رویداد مطابقت دهند. آنها دریافتند که میدان‌هایی که با داده‌های سیاهچاله M87 مطابقت دارند تمایل به تولید جت‌های قوی دارند و می‌توانند عامل رشد سیاه‌چاله باشند.

مشاهدات آینده سیاه‌چاله M87 به حل اسرار میدان مغناطیسی کمک می‌کند، زیرا هر گونه نوسان در طول زمان محققان را قادر می‌سازد نقشه‌های دقیق‌تری از میدان‌های مغناطیسی بسازند. مشاهدات بیشتر همچنین به آنها کمک می‌کند تا اعوجاجات داده‌ها را پاک کرده و تصویر واضح‌تری ارائه دهند.

.

بیشتر بخوانید: سیاه‌چاله چیست و چه چیزی در درون آن وجود دارد؟