چرخش دیوانه‌وار سیاه‌چاله غول‌پیکر / تصویری تازه از یک هیولا

به گزارش سردبیر پرس، در دل کهکشان M87، یکی از غول‌پیکرترین سیاه‌چاله‌های شناخته‌شده جهان با جرمی حدود ۶.۵ میلیارد برابر خورشید ما قرار گرفته است. این سیاه‌چاله نخستین سیاه‌چاله‌ای بود که در سال ۲۰۱۹ توسط تلسکوپ افق رویداد (EHT) تصویربرداری شد، و حالا مشخص شده با سرعتی شگفت‌انگیز در حال چرخش است.
دانشمندان با استفاده از تصاویر و داده‌های رصدی جدید، متوجه شده‌اند که این سیاه‌چاله با حدود ۸۰ درصد حد نهایی سرعت مجاز در فیزیک در حال دوران است. برای درک بهتر این موضوع، کافی است یک وان حمام را تصور کنیم که در آن آب به داخل چاهک می‌چرخد. هرچه آب به مرکز نزدیک‌تر می‌شود، سریع‌تر می‌چرخد. همین اتفاق در مقیاسی کیهانی در اطراف این سیاه‌چاله می‌افتد.
لبه داخلی دیسک برافزایشی اطراف این سیاه‌چاله (حلقه‌ای از گاز و غبار که به دور آن می‌چرخد) با سرعتی معادل ۱۴ درصد سرعت نور حرکت می‌کند. این عدد معادل حدود ۴۲ میلیون متر بر ثانیه است. عددی که در زمین هیچ نمونه مشابهی ندارد.

اما این تنها نکته جالب نیست. ماده‌ای که در حال سقوط به درون این سیاه‌چاله است، با سرعتی معادل ۷۰ میلیون متر بر ثانیه (یا حدود ۲۳ درصد سرعت نور) به سمت مرکز کشیده می‌شود. این حرکتِ فوق‌العاده سریع، باعث ایجاد میدان‌های مغناطیسی قدرتمند و درخشش نوری می‌شود که ما آن را به‌صورت «نقطه‌ی روشن» در تصاویر تلسکوپ می‌بینیم.
نرخ برافزایش جرم این سیاه‌چاله (مقدار موادی که در سال به درون آن فرو می‌ریزد) چیزی بین ۰.۰۰۰۰۴ تا ۰.۴ جرم خورشیدی در سال برآورد شده است. این میزان، با وجود عظمت سیاه‌چاله، نسبتا کم است و نشان می‌دهد که M87 در فاز «آرام» خود قرار دارد، یعنی کمتر از حدی که فشار تابشی حاصل از انرژی آزادشده بتواند جلوی ورود ماده را بگیرد (حد ادینگتون). حد ادینگتون، بیشترین نرخ جذب ماده (برافزایش) توسط یک جرم بسیار سنگین مثل سیاه‌چاله یا ستاره است، قبل از آن‌که فشار تابشی حاصل از انرژی آزادشده مانع ورود ماده بیشتر شود.
یکی از شگفت‌انگیزترین نتایج این تحقیقات، ارتباط مستقیم بین این فرآیند تغذیه و جت‌های کیهانی عظیمی است که از قطب‌های سیاه‌چاله M87 بیرون می‌زنند. این جت‌ها، که هزاران سال نوری امتداد دارند، با انرژی حاصل از افتادن ماده به درون سیاه‌چاله تولید می‌شوند.

در نهایت، این یافته‌ها نه تنها نظریه نسبیت عام اینشتین را دوباره تأیید می‌کنند، بلکه M87 را به یکی از مهم‌ترین آزمایشگاه‌های طبیعی برای بررسی مرزهای فیزیک، گرانش و ساختار فضا-زمان تبدیل کرده‌اند.
منبع:‌ لایوساینس
۵۸۵۸