نخستین تصویر مستقیم از سیاهچاله عظیم مرکز کهکشان ما منتشر شد

ستاره‌شناسان اعلام کردند که نخستین تصویر مستقیم از سیاهچاله عظیم واقع در مرکز کهکشان ما، کهکشان راه شیری را ثبت کرده‌اند.

این تصویر جدید به نخستین تصویر گرفته شده از یک سیاهچاله در سال ۲۰۱۹ بوسیله همین گروه از دانشمندان می‌پیوندد.

این تصویر جدید جزئیات جدیدی از این هسته با جرم عظیم ۴ میلیون برابر جرم خورشید را که با قرصی درخشان از ماده متلاطم شامل گاز و غبار و ستارگان احاطه می‌شود، نشان می‌دهد.

این بار گروهی متشکل از ۲۰۰ دانشمند با استفاده از یک شبکه تلسکوپی جهانی به نام «تلسکوپ افق رویداد» (ETH) مستقیما به درون این قلب کهکشان نگریسته‌اند و نخستین تصویر مستقیم از سایه‌نمای این حفره سیاه را به دست آوردند. مشاهداتی که این تصویر را به دست داده است که در سال ۲۰۱۷ انجام شده و در مجموعه ای از مقالات در Astrophysical Journal Letters  منتشر شده است.

این تصویر که در شش کنفرانس خبری همزمان در سراسر جهان منتشر شد، یک حلقه ناهموار از امواج رادیویی ساطع‌شده را نشان می‌دهد که یک فضای خالی تاریک را  احاطه می‌کنند که سایه سیاهچاله‌ مرکزی کهکشان راه شیری به نام «ساگیتاریویس-Aاستار» است. در واقع این تصویر درست تا «افق رویداد» سیاهچاله، نقطه‌ای که اجرام آسمانی و حتی نور  پس از گذر آن دیگر راه برگشتی ندارند و بوسیله سیاهچاله بلعیده می‌شوند، را نشان می‌دهد.

همین دانشمندان در سال ۲۰۱۹ توانستند تصویر مشابهی از سیاهچاله مرکز کهکشان M87 را که فاصله‌ای ۵۰ سال نوری از زمین دارد، به دست آورند که نخستین مشاهده مستقیم سایه یک سیاهچاله بود. هر دوی این تصاویر با ترکیب کردن داده‌های هشت مشاهده در سراسر جهان  به دست آمده‌اندکه عملا جهان را به یک تلسکوپ بزرگ بدل کرده بودند.

این تلسکوپ‌ها از هاوایی تا اسپانیا تا قطب جنوب هر کدام جداگانه «ساگیتاریوس-Aاستار» را مشاهده کردند. سپس دانشمندان داده‌های به دست آمده از هر تلسکوپ را با هم ترکیب کردند تا تصویر نهایی را به دست آورند.

این تصویر جدید برخی از جزئیات جدید درباره این سیاهچاله مرکزی کهکشان ما از جمله جهت چرخش آن به دور خود را نشان می‌دهد، از جمله اینکه راس این سیاهچاله یا ته آن بسته به چشم‌انداز شما تقریبا تقریبا به طور مستقیم در جهت زمین است. جرم این سیاهچاله تقریبا تخمین‌های پیشین این بر اساس مطالعه ستارگان اطراف آن مطابقت دارد.

گرچه جرم «ساگیتاریوس-Aاستار» بسیار عظیم است اما نسبت به سیاهچاله مرکز کهکشان M87 بسیار کوچکتر است و جرمی معادل یک هزاروپانصدم آن را دارد.

همچنین این سیاهچاله ظاهرا بر خلاف خصلت نسبتا معمول سیاهچاله‌های دیگر مانند سیاهچاله M87  جریانی قدرتمند از ذرات را به درون کیهان نمی‌فرستد.

عکس سیاهچاله چه چیزهایی را نشان می‌دهد؟

سیاهچاله در واقع ناحیه‌ای از فضا-زمان است که آنقدر اثر گرانشی بالایی دارد که هیچ‌چیز، حتی ذرات و تابش‌های الکترومغناطیسی ازجمله نور، توان گریز از آن را ندارند. در واقع سیاهچاله همه‌چیز را می‌بلعد. اگر سیاهچاله نور را هم به درون خود می‌کشد چطور می‌توان از آن عکس گرفت؟

در واقع از خود سیاهچاله نمی‌توان عکسی گرفت. چون برای ثبت یک تصویر لازم است نوری از سوژه به دوربین‌های ما برسد. هر چند هیچ نوری پس از عبور از افق رویداد به بیرون درز نمی‌کند، اما ماده‌ای که اطراف سیاهچاله را در بر گرفته و در حال سقوط به درون آن است، همینطور که دور سیاهچاله می‌گردد و نزدیک‌تر می‌شود، چنان گرم می‌شود که شروع به درخشش می‌کند. در واقع اگر بخواهیم دقیق حرف بزنیم باید بگوییم در واقع دانشمندان موفق شده‌اند تصویری از افق رویداد یک سیاهچاله را ثبت کنند.

نقطه بی‌بازگشت سیاهچاله که «افق رویداد» نامیده می‌شود، رمز مهم رصد سیاهچاله‌هاست. با اینکه امکان رصد مستقیم سیاهچاله وجود ندارد، می‌توان از اثر افق رویداد آن عکسبرداری کرد. در واقع به‌خاطر ماهیت سیاهچاله که نور هم قابلیت فرار از آن را ندارد هر تصویری از آن در واقع یک ضدنور یا سایه‌نما به‌حساب می‌آید. گازها یا ستاره‌هایی که در اطراف یک سیاهچاله قرار دارند به دور این سیاهچاله می‌چرخند و قبل از آنکه به دورن آن بیفتند یا از افق رویداد آن عبور کنند از خود تابشی گسیل می‌کنند که قابل عکس گرفتن است.

در مرکز این تصویر، خود سیاهچاله قرار گرفته است و اطراف آن نوری است که از ماده‌ در حال سقوط به درون سیاهچاله به ما می‌رسد. حلقه روشن دور سیاهچاله در واقع مربوط به خمیدگی و انحراف نور در اثر جرم بسیار زیاد سیاهچاله است.

اینفوگرافیک | چطور از سیاهچاله عکس گرفتند؟

دانشمندان هفته پیش برای نخستین بار عکسی سیاهچاله را با استفاده از رادیوتلسکوپ‌های «پروژه افق رویداد» گرفته شده است منتشر کردند.

این اینفوگرافیک‌ به شما نشان می‌دهد چطور ۲ ابرکامپیوتر، ۸ رصدخانه، ۸۰ رادیو تلسکوپ، ۲۰۰نفر دانشمند از ۱۰۰مؤسسه علمی و تلاشی در بیشتر از ۱۲ ساله توانستند چنین تصویری را از سیاهچال مرکز کهکشان مسیه ۸۷ ثبت کنند.

رادیو تلسکوپ‌های آلما، ای‌پکس، ایرام، جیمز کلارک ماکسول، تلابرکسکوپ رادیویی آفونسو سرانو، ارائه زیر میلی‌متری، تلسکوپ رادیویی زیر میلی‌متری و تلسکوپ قطب جنوب داده‌های اولیه برای تهیه این عکس را جمع‌آوری کردند.  چندین پتابایت داده به 2 مرکز پردازش ابررایانه‌ای در مؤسسه مطالعات رادیو تلسکوپی ماکس پلانک و مؤسسه فناوری ماساچوست، MIT ارسال شد و در آنجا به کمک الگوریتمی خارق‌العاده مورد تحلیل قرار گرفت و در نهایت این تصویر به‌نظر ساده از دل آن به‌دست آمد.