انتشار اولین تصویر خیره‌کننده از میدان‌های مغناطیسی اطراف سیاه‌چاله مرکز راه شیری
گروهی که اولین تصویر از سیاه‌چاله را ثبت کرد، عکس جدیدی از کمان ای* (Sgr A)، سیاهچالهی کلان‌جرم واقع در مرکز کهکشان راه شیری منتشر کرده است. عکس جدید، کمان ای* را این‌بار در نور پلاریزه نشان می‌دهد و ساختارهای میدان مغناطیسی مارپیچی در اطراف سیاه‌چاله را ثبت کرده است. این ساختارها که شبیه نمونه‌های دیده‌شده در پیرامون سیاهچالهی مسیه ۸۷ (M87) هستند، نشان می‌دهند که میدان‌های مغناطیسی قدرتمند، درهم‌تنیده و سازمان‌یافته ممکن است در بین سیاه‌چاله‌ها رایج باشند.
پروژه‌ی تلسکوپ ایونت هورایزن (EHT) یک همکاری بین‌المللی است که تلسکوپ‌های رادیویی سرتاسر جهان را برای تشکیل آرایه‌ای ترکیبی به اندازه‌ی زمین به‌کار می‌گیرد. این ترکیب از تلسکوپ‌ها قدرت رصد کافی برای تصویربرداری از سیاه‌چاله‌ها را فراهم می‌کند. اگر چشم ما وضوح مشابه با تلسکوپ ایونت هورایزن را داشت، می‌توانستیم یک دونات را روی سطح ماه مشاهده کنیم.
دانشمندان مسئول تلسکوپ ایونت هورایزن، اولین تصویر از سیاهچالهی کمان ای* و سیاهچالهی بسیار بزرگ‌تر و قدرتمندتر مرکز کهکشان بیضوی و عظیم مسیه ۸۷ را در سال ۲۰۱۹ منتشر کردند. آن‌ها در سال ۲۰۲۱، تصویر میدان‌های مغناطیسی مسیه ۸۷ را برای اولین بار با استفاده از نور پلاریزه ثبت کردند.
- هر آنچه لازم است درباره اولین تصویر از سیاه چاله بدانید23 فروردین 98مطالعه '6
- نخستین تصویر از سیاه‌چاله کلان‌جرم واقع در قلب راه شیری منتشر شد22 اردیبهشت 01مطالعه '6
اکنون تیم دانشمندان برای اولین‌بار از نور پلاریزه برای تصویربرداری از میدان‌های مغناطیسی کمان ای* استفاده کرده است. نور از امواج الکترومغناطیسی نوسانی ایجاد می‌شود و اگر در جهت مطلوب نوسان کند، آن را پلاریزه می‌نامیم. عینک‌های سه‌بعدی با بهره‌گیری از همین نور کار می‌کنند؛ بدین صورت که دو عدسی، پلاریزاسیون یا قطبیدگی متفاوتی دارند که فقط اجازه‌ی ورود بخشی از نور را می‌دهند تا مغز ما بتواند تصویر سه‌بعدی در سرمان ایجاد کند.
نور پلاریزه به کاهش تابش ناشی از منابع نور روشن کمک می‌کند. دانشمندان به لطف همین ویژگی می‌توانند دید واضح‌تری از لبه‌ی سیاه‌چاله داشته باشند و تصویر خطوط میدان مغناطیسی موجود در آ‌نجا را ثبت کنند. ماریا فلیچا دی‌لورنتیس، فیزیکدان و دانشمند ارشد EHT می‌گوید: «برای اولین‌بار، تصاویر قطبش‌سنجی را در مقیاس افق رویداد کمان ای*، سیاهچالهی واقع در مرکز کهکشان خودمان به‌دست آورده‌ایم.»
دانشمندان با استفاده از نور پلاریزه می‌توانند دید واضح‌تری از لبه‌ی سیاه‌چاله داشته باشند
به‌لطف پلاریزاسیون نور، تصاویر جدید، ساختار مغناطیسی پرجزئیات و منظمی را در اطراف سیاه‌چاله آشکار کرده‌اند. ثبت تصاویر در نور پلاریزه از این جهت حائز اهمیت است که به ما امکان می‌دهد هندسه‌ی میدان مغناطیسی اطراف سیاه‌چاله را ببینیم و درک کنیم.
پلاسمای اطراف سیاهچالهی کلان‌جرم از آنجایی که از ذرات باردار تشکیل شده است، در امتداد خطوط میدان مغناطیسی حرکت می‌کند. چرخش این ذرات الگوی پلاریزاسیونی روی نور ایجاد می‌کند که عمود بر میدان مغناطیسی است. اندازه‌گیری قطبیدگی به‌طور دقیق به ما می‌گوید که میدان مغناطیسی چگونه سیاهچالهی کلان‌جرم را احاطه می‌کند.
دی‌لورنتیس می‌گوید: «قطبیدگی در مطالعه‌ی سیاه‌چاله‌ها اهمیت دارد؛ زیرا اطلاعاتی در مورد هندسه و دینامیک میدان‌های مغناطیسی اطراف سیاه‌چاله به ما می‌دهد. این میدان‌ها نقش کلیدی در فرآیندهای برافزایش و انتشار فواره‌ها دارند و به‌طور مستقیم بر رصد سیاه‌چاله‌ها و درک ما از فیزیک حاکم بر این اجرام غیرعادی تاثیر می‌گذارند.»
سیاهچالهی کلان‌جرم محله‌ی کیهانی ما تمایل چندانی به برافزایش و انتشار فواره ندارد و اساسا جرمی نسبتا ساکت و آرام است. آرامش کمان ای* خصوصیتی خوب برای ما محسوب می‌شود؛ زیرا وجود سیاهچالهی کلان‌جرمی فعال حتی در فاصله‌ی ۲۶هزار سال نوری می‌تواند بر زمین تاثیرگذار باشد. این اجرام می‌توانند سرنوشت کل کهکشان را شکل دهند.
- پژوهشگران ژاپنی ادعا می‌کنند که نخستین تصویر سیاه‌چاله اشتباه است4 خرداد 01مطالعه '4
- سیاه‌چاله‌ای که اولین تصویر آن تاریخ‌ساز شد، به دور خود می‌چرخد11 مهر 02مطالعه '4
اما در مورد مسیه ۸۷، میدان‌های مغناطیسی شرط ضروری برای انتشار فواره‌های قدرتمند هستند. دانشمندان این سیاهچالهی کلان‌جرم را درحال انتشار فواره‌هایی رصد کرده‌اند که با سرعت نزدیک به نور تا حدود ۵هزار سال نوری از مسیه ۸۷ گسترش یافته‌اند. رصد همان ساختارهای مغناطیسی مسئول رویدادهای وسیع مسیه ۸۷ در سیاهچالهی کلان‌جرم کهکشان خودمان، نشان می‌دهد که این ساختارها مکانیزم‌های زیربنایی مشترک میان تمام سیاه‌چاله‌ها هستند.
به‌گفته‌ی دی‌لورنتیس، «این میدان‌های مغناطیسی در کنترل برافزایش ماده به سیاه‌چاله و پرتاب فواره‌های پرانرژی که از تماشایی‌ترین پدیده‌های جهان هستند، نقش زیادی دارند. شناخت این میدان‌ها به ما امکان می‌دهد شرایط غیرعادی نزدیک سیاه‌چاله‌ها را بررسی و نظریه‌های گرانش و مگنتوهیدرودینامیک را در شرایطی آزمایش کنیم که اثرات نسبیت عام اینشتین نقش مهمی در آن‌ها ایفا می‌کند.»
میدان‌های مغناطیسی شرط ضروری برای انتشار فواره‌های قدرتمند هستند
تصویر جدید از کمان ای* گام رو به جلویی دیگر در درک بهتر سیاه‌چاله‌ها و نحوه‌ی تاثیر آن‌ها بر کهکشان‌های میزبانشان است و همچنین بستر آزمایشی فوق‌العاده‌ای برای مدل‌های نظری فعالیت سیاه‌چاله‌ها محسوب می‌شود.
مشاهدات دانشمندان نمایانگر نقطه‌ی عطف بزرگی است که قابلیت‌های ابزارها و روش‌های نجومی کنونی را نشان می‌دهد. دی‌لورنتیس می‌گوید تیم تلسکوپ ایونت هورایزن الگویی را برای کارزارهای رصدی آتی و مطالعات نظری تعیین و مرز درک ما از جهان را جابه‌جا کرده است. نسل بعدی این تلسکوپ می‌تواند عملکردی به مراتب بهتر داشته باشد.
پژوهشگران یافته‌هایشان را در قالب دو مقاله در ژورنال اخترفیزیکی منتشر کرده‌اند.