تلسکوپ Event Horizon نمایی جدید از سیاهچاله در نور قطبی را به تصویر می کشد


دو سال پیش ، تلسکوپ Event Horizon (EHT) با اعلام اولین تصویر مستقیم از سیاهچاله خبرساز شد. مجله Science این تصویر را به عنوان پیشرفت سال خود اعلام کرد. اکنون همکاری EHT با نتیجه پیشگامانه دیگری بازگشته است: تصویری جدید از همان سیاهچاله ، این بار نشان می دهد که در نور قطبی چه شکلی است. انتظار می رود توانایی اندازه گیری این قطب بندی برای اولین بار – امضای میدان های مغناطیسی در لبه سیاهچاله – ایده جدیدی از چگونگی جذب سیاهچاله ها از ماده و انتشار جت های قدرتمند از هسته آنها ایجاد کند. یافته های جدید در سه مقاله منتشر شده در The Astrophysical Journal Letters.

ایوان ماریتی ویدال ، هماهنگ کننده EHT ، گفت: “این کار یک مرحله کلیدی است: قطبی شدن نور اطلاعاتی را به ما می دهد که به ما امکان می دهد فیزیک پشت تصویری را که در آوریل 2019 دیدیم ، درک کنیم ، که قبلاً امکان پذیر نبود.” گروه کاری قطب سنجی و محقق از دانشگاه والنسیا ، اسپانیا. “کشف این تصویر نوری قطبی جدید به دلیل تکنیک های پیچیده ای که در به دست آوردن و تجزیه و تحلیل داده ها وجود دارد ، به سال ها کار نیاز دارد.”

همانطور که جان تایمر آرس در سال 2019 گزارش داد:

تلسکوپ Horizon of Events به معنای سنتی یک تلسکوپ نیست. در عوض ، این مجموعه ای از تلسکوپ های پراکنده در سراسر جهان است. در تکرار فعلی ، شامل سخت افزار از هاوایی به اروپا و از قطب جنوب تا گرینلند است ، اگرچه همه آنها در مشاهدات اولیه فعال نبودند. این تلسکوپ توسط فرایندی به نام تداخل سنجی ایجاد شده است که از نور گرفته شده در مکان های مختلف برای ساخت تصویری با وضوح مشابه تلسکوپ به اندازه دورترین مکان ها استفاده می کند.

از تداخل سنجی برای امکاناتی مانند ALMA ، توده بزرگ میلی متر / زیر میلی متر آتاکاما استفاده شده است ، جایی که تلسکوپ ها می توانند در 16 کیلومتری کویر پراکنده شوند. از نظر تئوری ، هیچ محدودیتی در اندازه آرایه وجود ندارد ، اما چندین چالش وجود دارد. برای اینکه بدانید کدام فوتون ها به طور همزمان از منبع منشأ گرفته اند ، به اطلاعات دقیق مکانی و زمانی در هر یک از سایت ها نیاز دارید. و هنوز باید به اندازه کافی فوتون جمع کنید تا چیزی را ببینید. به طور کلی ، این به معنای ساعت های اتمی است (که باید در بسیاری از مکان ها نصب می شد) و اندازه گیری های GPS بسیار دقیق ساخته شده در طول زمان. برای تلسکوپ Horizon of Events ، منطقه بزرگ جمع آوری ALMA همراه با انتخاب طول موج ، جایی که سیاهچاله های بسیار بزرگ بسیار روشن هستند ، به اندازه کافی فوتون فراهم می کند. نتیجه خالص یک تلسکوپ است که می تواند قرائت معادل سال چاپ شده روی سکه در لس آنجلس ، نیویورک – با فرض درخشش سکه در طول موج های رادیویی. به هیچ وجه نمی توانیم بدون اتکا به سخت افزاری که روی زمین نیست بهتر عمل کنیم.

این روشهای تصویربرداری بیشمار منجر به ایجاد اولین تصویر مستقیم از سیاهچاله در مرکز کهکشان بیضوی شد. این کهکشان در صورت فلکی ویرجین واقع شده و حدود 55 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد و Messier 87 (M87) نامیده می شود. یافته های این همکاری در 10 آوریل 2019 در شش مقاله مختلف منتشر شده در The Astrophysical Journal Letters منتشر شد. این یک شاهکار است که به لطف پیشرفت های تکنولوژیکی ، الگوریتم های نوآورانه جدید و البته اتصال برخی از بهترین رصدخانه های رادیویی جهان ، فقط یک نسل پیش غیرممکن بود. این تصویر تأیید می کند که این شی در مرکز M87 واقعاً یک سیاهچاله است.

EHT فوتونهایی را که در مدار حفره سیاه حبس شده اند ضبط می کند و در اطراف سرعت نور می چرخد ​​و یک حلقه روشن در اطراف آن ایجاد می کند. از این رو ، ستاره شناسان توانستند نتیجه بگیرند که سیاهچاله در جهت عقربه های ساعت می چرخد. این تصاویر همچنین سایه سیاهچاله را نشان می دهد ، یک منطقه تاریک مرکزی در داخل حلقه. این سایه به همان اندازه نزدیک است که ستاره شناسان می توانند سیاه چاله واقعی را از دست بگیرند که نور پس از عبور از افق رویداد نمی تواند از آن خارج شود. و همانطور که اندازه افق رویداد با جرم سیاهچاله متناسب است ، سایه سیاهچاله نیز متناسب است: هرچه سیاه چاله عظیم تر باشد ، سایه نیز بزرگتر است. (جرم سیاهچاله M87 6.5 میلیارد برابر خورشید ما است.) این تأیید خیره کننده نظریه عمومی نسبیت است ، که نشان می دهد این پیش بینی ها حتی در محیط های گرانشی شدید نیز وجود دارد.

با این حال ، هیچ نفوذی در روند جت های قدرتمند دوتایی ایجاد شده توسط سیاهچاله وجود ندارد که ماده را جذب می کند ، و تقریباً با سرعت نور مقداری از مواد در آن می ریزد. (سیاهچاله در مرکز راه شیری ما نسبت به سیاهچاله موجود در M87 کمتر سیری ناپذیر است ، یعنی نسبتاً ساکت است.) به عنوان مثال ، ستاره شناسان هنوز در مورد چگونگی تسریع این جت ها با چنین سرعت های بالا اختلاف نظر دارند. این نتایج جدید محدودیت های بیشتری را در اطراف نظریه های مختلف رقابتی ایجاد می کند و امکانات را محدود می کند.

به همان روشی که عینک آفتابی پلاریزه میزان تابش از سطح روشن را کاهش می دهد ، نور قطبی اطراف یک سیاهچاله نیز دید واضح تری از منطقه اطراف آن ایجاد می کند. در این حالت ، قطبش نور به دلیل فیلترهای خاص (مانند لنزهای موجود در عینک آفتابی) نیست بلکه به دلیل وجود میدان های مغناطیسی در ناحیه گرم فضای اطراف سیاهچاله است. این قطب بندی به ستاره شناسان اجازه می دهد تا خطوط میدان مغناطیسی در لبه داخلی را ترسیم کرده و برهم کنش بین ماده ورودی و دمش خارج را مطالعه کنند.

“مشاهدات نشان می دهد که میدان های مغناطیسی در لبه سیاهچاله به اندازه کافی قوی هستند که گاز داغ را دفع می کنند و به آن کمک می کنند تا در برابر جاذبه جاذبه مقاومت کند. فقط گازی که از این میدان می لغزد می تواند به سمت داخل افق بچرخد. حوادث” نویسنده جیسون دکستر از دانشگاه کلرادو بولدر ، که همچنین هماهنگ کننده کارگروه تئوری EHT است. این بدان معنی است که فقط مدلهای نظری که شامل ویژگی گاز بسیار مغناطیسی شده است ، آنچه را که از همکاری EHT مشاهده می شود ، به طور دقیق توصیف می کنند.

DOI: “نتایج اولین تلسکوپ افقی برای رویدادهای M87 VII: قطبش حلقه” ، Astrophysical Journal Letters، 2021. 10.3847 / 2041-8213 / abe71d.

DOI: “نتایج حاصل از افق اول افق M87 VIII: ساختار میدان مغناطیسی نزدیک افق رویداد” ، Astrophysical Journal Letters ، 2021. 10.3847 / 2041-8213 / abe4de.

DOI: “خصوصیات قطبی متغیرهای اهداف تلسکوپ برای افق رویداد ALMA” ، Astrophysical Journal Letters، 2021. 10.3847 / 2041-8213 / abee6a (برای DOI).


منبع: khabar-tak.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*