سایت نجوم ایران ( مرکز اطلاع رسانی اخبار رسمی نجومی، ستاره شناسی، هوافضا، آسمان شب و اخترفیزیک ایران و جهان) ؛

نیکولای شاپوشنیکو و لو تیتار چوک،دو اختر فیزیک دان مرکز پرواز های فضایی گدارد ناسا به ابتکاری نوین در زمینه اندازه گیری جرم سیاه چاله ها نائل آمدند.

شاید در ابتدا عجیب به نظر آید، اما یکی از مهم ترین و مشکل ترین مسائلی که دانشمندان همواره با آن روبرو هستند تعیین جرم اجرام آسمانی است.نمونه های فراوانی از سیستم هایی دوتایی که در آن دو ستاره به دور یکدیگر در گردشند مورد بررسی قرار گرفته و جرم دقیق آنها محاسبه می گردد.در این بین تعیین جرم سیاه چاله ها فرایندی بسیار پیچیده است زیرا این اجرام غیر قابل مشاهده هستند.

 اما اختر فیزیکدانان کار آزموده در ابتکاری بی سابقه، روش نوینی برای حل این مسئله ابداع نمودند. در این روش با سنجش میزان وسعت قرص بر افزایشی در سیاه چاله جرم دقیق آن تعیین می گردد. (قرص بر افزایشی یک صفحه دایره ای گردان است که از مواد به دور سیاه چاله تشکیل می شود. این مواد که در اطراف سیاه چاله قرار دارند به مرور وارد آن شده و به عبارت دیگر بلعیده می شوند.)

از آنجا که این مواد می توانند بسیار سریعتر از بلعیده شدن توسط سیاه چاله متراکم گردند ،به هم فشرده شده و فوق العاده گرم می شوند.علاوه بر این، در طی فرایند گرم شدن امواجی را در طیف اشعه ایکش گسیل می کنند که توسط اخترشناسان در زمین دریافت می شود.

دانشمندان به این نکته پی برده اند که رابطه مستقیمی بین سیاه چاله و اندازه قرص بر افزایشی اطراف آن وجود دارد.به عقیده اخترشناسان، متراکم شدن گاز های داغ قرص بر افزایشی با افزایش جرم سیاه چاله همراه خواهد بود. .بدین ترتیب هرچه قدر که سیاه چاله پرجرم تر باشد، میزان تراکم مواد اطراف آن و در نتیجه اندازه قرص برافزایشی وسیع تر خواهد بود.

نمایی خیالی از یک سیاه چاله در حال بلعیدن همدم ستاره ای خود

این ایده که برای نخستین بار توسط تیتار چوک در سال 1998 میلادی مطرح گردید، نشان داد سیاه چاله موجود در سیستم دوتایی کیگنس ایکس – 1 (Cygnus X-1)  بیش از 8.7 برابر خورشید جرم دارد.شایان ذکر است که میزان خطای احتمالی در این محاسبه فقط 0.8 جرم خورشید بود.

 سیستم دوتایی کیگنس ایکس – 1 (Cygnus X-1)  نخستین کاندید وجود سیاه چاله در دهه 1970 میلادی بود. این سیستم دوتایی از یک ستاره ابر پرجرم آبی و همدمی نامرئی تشکیل شده بود.مشاهداتی که در طیف مرئی به عمل آمد نوعی آشفتگی را در حرکت ستاره نمایان ساخت و سرانجام اخترشناسان به این نتیجه رسیدند که این آشفتگی به خاطر وجود سیاه چاله ای به جرم 10 برابر خورشید در اطراف ستاره ابر پرجرم است.

 تاد استرومایر و ریچارد مشوتسکی با همراهی چهار تن دیگر از مرکز پرواز های فضایی گدارد به طور مستقل با استفاده از همین شیوه به بررسی فرا تابش اشعه ایکس که از سیاه چاله ای واقع در یک کهکشان کوچک همسایه به نام ان جی سی 5408 (NGC 5408) گسیل می شد، پرداختند. آنها جرم این سیاه چاله را 2000 برابر جرم خورشید تخمین زدند.

 دانشمندان با بهره گیری از این روش به شناسایی سیاه چاله های متوسطی که بیش از هزاران برابر خورشید جرم دارند، می پردازند.این دست از سیاه چاله ها اگرچه در مقایسه با سیاه چاله هایی که چندین برابر ستارگان جرم دارند، بسیار شگرف جلوه می کنند، اما در برابر سیاه چاله های ابر پرجرمی که صدها میلیون ها بار از تنها ستاره منظومه شمسی مان پرجرم ترند، بسیار ناچیز اند.

  منبع : ESA news Release / nasa-GODDARD news RELEASE

  نويسنده  : اسماعیل مروجی