بیگ بنگ: در آوریل 2019، تلسکوپ افق رویداد(EHT) تصاویری از اولین سیاه‌چاله‌ای که انسان‌ها دیده‌، منتشر کرد. این سیاه‌چاله که مسیه 87 نام دارد، در کهکشان بیضوی غول‌پیکر مسیه 87 جای دارد. تصاویر جدید سایۀ سیاهچاله دقیقا همان چیزی است که نسبیت عام اینشتین پیش‌بینی کرده است.

به گزارش بیگ بنگ، در مقاله‌ای جدید، ستاره‌شناسان، با استفاده از داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط آرایه میلی‌متری/زیرمیلی‌متری بزرگ آتاکاما (ALMA)، تلسکوپ گرینلند و چندین ابزار دیگر در تلسکوپ افق رویداد، تصاویر جدیدی از M87* ارائه کرده‌اند. این تصاویر جدید سایۀ M87* را همان‌طور که نسبیت عام پیش‌بینی کرده، نشان می‌دهد. هیجان‌انگیز است که اوج روشنایی حلقه، در مقایسه با تصاویرِ نخست، حدود 30 درجه تغییر کرده تا این امر با درک نظری تغییرپذیری مواد متلاطمِ اطراف سیاهچاله‌ها مطابقت دارد.

دکتر “کیچی اسادا” ستاره‌شناس مؤسسه نجوم و اخترفیزیک آکادمی سینیکا، گفت: «نیاز اساسی علم، توانایی بازتولید نتایج است. تأیید حلقه در یک مجموعه‌دادۀ کاملاً جدید نقطۀ عطف بزرگی برای همکاری ما است و قویاً حاکی از این است که در حال رصد سایۀ سیاه‌چاله و موادی که به دور آن می‌چرخند، هستیم.»

تصویر M87* که در سال 2018 گرفته شد، به‌طور قابل توجهی شبیه به تصویری است که ستاره‌شناسان در سال 2017 دیده بودند. ستاره‌شناسان حلقه‌ای را دیدند که روشناییِ آن به همان اندازه بود، ناحیۀ مرکزی آن تیره و یک طرفِ حلقه روشن‌تر از طرف دیگر بود. جرم و فاصلۀ M87* با توجه به طول عمر انسان افزایش محسوسی ندارد؛ بنابراین، پیش‌بینی نسبیت عام این است که قطر حلقه باید هر سال ثابت بماند.

پایداری قطر اندازه‌گیری‌شده در تصاویر سیاهچاله از سال 2017 تا 2018 این نتیجه‌گیری را به‌خوبی تأیید می‌کند که نسبیت عام اینشتین، به خوبی این رفتار را توضیح می‌دهد. دکتر “نیکیتا یادلاپالی یورک” پژوهشگر پسادکتری در آزمایشگاه پیش‌رانش ناسا، می‌گوید: «یکی از ویژگی‌های قابل‌توجه سیاه‌چاله این است که شعاع آن به‌شدت تنها به یک کمیت وابسته است: جرم آن.»

«از آنجایی که مسیه 87 مواد را- موادی که جرم آن را افزایش می‌دهند- با سرعتِ زیادی برافزوده نمی‌کند، نسبیت عام به ما می‌گوید که در طول تاریخ بشر، شعاع سیاهچالۀ M87* تقریباً بدون تغییر باقی می‌ماند. بسیار هیجان‌انگیز است که ببینیم داده‌هایمان این پیش‌بینی را تأیید می‌کنند.»

در حالی که اندازۀ سایۀ سیاه‌چاله بین سال‌های 2017 و 2018 تغییر نکرده، اما مکان روشن‌ترین ناحیۀ اطراف حلقه تغییر قابل‌توجهی داشته است. ناحیۀ روشن حدود 30 درجه خلاف جهت عقربه‌های ساعت چرخیده و در قسمت پایین سمت راست حلقه در موقعیت ساعت 5 قرار گرفته است.

رصدهای سابق M87* با آرایه‌ای با حساسیت کمتر و تلسکوپ‌های کمتر نیز نشان می‌دهد که ساختار سایه سالانه تغییر می‌کند، اما دقت رصدهای سابق کمتر بوده است. اگرچه آرایۀ تلسکوپی افق رویداد، هنوز نمی‌تواند فوران خروجی از M87* را رصد کند، اما محور چرخش سیاه‌چاله که از مکانِ روشن‌ترین ناحیۀ اطراف حلقه پیش‌بینی می‌شود، با محور فورانی که در طول موج‌های دیگر مشاهده می‌شود، سازگارتر است.

دکتر “بریت جتر” پژوهشگر پسادکتری در مؤسسه نجوم و اخترفیزیک آکادمی سینیکا، گفت: «در واقع، بزرگ‌ترین تغییر، یعنی اینکه اوج روشنایی در اطراف حلقه جابه‌جا شده، را در زمان انتشار اولین نتایج در سال 2019 پیش‌بینی کرده بودیم. در حالی که نسبیت عام می‌گوید اندازۀ حلقه باید تقریباً ثابت بماند، تشعشعات حاصل از دیسک برافزایشِ متلاطم و آشفتۀ اطراف سیاه‌چاله باعث می‌شود تا روشن‌ترین قسمت حلقه حول یک مرکز مشترک در ارتعاش باشد.

«می‌توانیم از میزان ارتعاشی که در طول زمان مشاهده می‌کنیم به منظور آزمودن نظریه‌های خود برای میدان مغناطیسی و محیط پلاسمایی اطراف سیاه‌چاله، استفاده کنیم.» جزئیات بیشتر این پژوهش در مجلۀ Astronomy & Astrophysics منتشر شده است.

ترجمه: زهرا جهانبانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sci.news