تصویری باورنکردنی از میدان های مغناطیسی مارپیچی از سیاهچاله های عظیم

اندی کوربلی -29 مارس 2024-تصویر جدید تلسکوپ افق رویداد (EHT) از Sagittarius A. و M87 – SWNS

به عنوان بخشی از تلاش‌های مداوم بشر برای تصویربرداری از یک سیاه‌چاله، یک آرایه تلسکوپ اخیراً میدان‌های مغناطیسی در حال چرخش را در اطراف دو تا از نزدیک‌ترین سیاه‌چاله‌های کلان پرجرم به زمین ثبت کرده است.

این منظره جدید از سیاهچاله Sagittarius A. در قلب کهکشان راه شیری که برای اولین بار در نور قطبی دیده می شود، ساختار میدان مغناطیسی را به طرز شگفت انگیزی شبیه به سیاهچاله در مرکز کهکشان مسیه 87 نشان داده است. نشان می دهد که میدان های مغناطیسی قوی ممکن است در همه سیاهچاله ها مشترک باشد.

این شباهت همچنین به یک جت پنهان در Sgr A* اشاره دارد. نتایج  در The Astrophysical Journal Letters منتشر شد.

دانشمندان اولین تصویر از Sgr A* را که تقریباً 27000 سال نوری از زمین فاصله دارد در سال 2022 رونمایی کردند و نشان دادند که در حالی که سیاهچاله کلان کهکشان راه شیری بیش از هزار بار کوچکتر و کم جرم تر از M87 است، به طور قابل ملاحظه ای شبیه به نظر می رسد. . این موضوع دانشمندان را به این فکر واداشت که آیا این دو خصوصیات مشترکی خارج از ظاهرشان دارند یا خیر.

برای کشف این موضوع، تیم تصمیم گرفت Sgr A* را در نور پلاریزه مطالعه کند. مطالعات قبلی نور در اطراف M87* نشان داد که میدان های مغناطیسی اطراف غول سیاهچاله به آن اجازه می دهد فواره های قدرتمندی از مواد را به محیط اطراف بازگرداند. بر اساس این اثر، تصاویر جدید نشان داده اند که ممکن است همین امر برای Sgr A* نیز صادق باشد.

سارا ایساون، برنامه کمک هزینه هابل ناسا از هاروارد و اسمیتسونیان که رهبری مشترک آن را بر عهده داشت، گفت: «آنچه اکنون می بینیم این است که میدان های مغناطیسی قوی، پیچ خورده و سازمان یافته در نزدیکی سیاهچاله در مرکز کهکشان راه شیری وجود دارد.

علاوه بر ساختار پلاریزاسیون Sgr A* که در سیاهچاله بسیار بزرگتر و قدرتمندتر M87* دیده می شود، آموخته ایم که میدان های مغناطیسی قوی و منظم برای نحوه تعامل سیاهچاله ها با گاز و ماده اطراف آنها  بسیار مهم است.»

نور یک موج الکترومغناطیسی نوسانی یا متحرک است که به ما امکان دیدن اجسام را می دهد. گاهی اوقات، نور در یک جهت ترجیحی در نوسان است و ما آن را “قطبی” می نامیم. اگرچه نور قطبی شده ما را احاطه کرده است، اما برای چشم انسان قابل تشخیص از نور “عادی” نیست. در پلاسمای اطراف این سیاه‌چاله‌ها، ذراتی که در اطراف خطوط میدان مغناطیسی می‌چرخند، یک الگوی قطبش عمود بر میدان ایجاد می‌کنند.این به اخترشناسان اجازه می‌دهد تا آنچه را که در نواحی سیاه‌چاله‌ها اتفاق می‌افتد، با جزئیات واضح ببینند و خطوط میدان مغناطیسی آنها را ترسیم کنند.

آنجلو ریکارته، سرپرست پروژه محقق سیاهچاله هاروارد می گوید: «با تصویربرداری از نور قطبی شده از گاز درخشان داغ نزدیک سیاهچاله ها، ما به طور مستقیم ساختار و قدرت میدان های مغناطیسی را استنباط می کنیم که جریان گاز و ماده ای را که سیاهچاله از آن تغذیه می کند و خارج می کند، استنباط می کنیم. نور قطبی شده چیزهای بیشتری را در مورد اخترفیزیک، خواص گاز و مکانیسم هایی که هنگام تغذیه سیاهچاله انجام می شود به ما می آموزد.

تصویربرداری از سیاهچاله‌ی عظیم به ابزارهای پیچیده‌تر و فراتر از ابزارهایی که قبلاً برای گرفتن M87* استفاده می‌شد، نیاز دارد.

جفری باور، دانشمند پروژه EHT، گفت: ساخت یک تصویر قطبی شده مانند باز کردن کتاب بعد از دیدن جلد است. از آنجایی که Sgr A* در حالی که ما سعی می‌کنیم عکس آن را بگیریم، به اطراف حرکت می‌کند، ساختن تصویر غیرقطبی هم دشوار بود. ما از اینکه تصویربرداری قطبی شده حتی امکان پذیر بود، راحت شدیم. برخی از مدل‌ها برای ساختن یک تصویر قطبی شده بیش از حد درهم و آشفته بودند، اما طبیعت آنقدر بی‌رحمانه نبود.»

نتیجه این است که تصاویر Sgr A* ترکیبی از چندین تصویر است.

EHT از سال 2017 چندین رصد انجام داده است و قرار است دوباره Sgr A* را در آوریل 2024 رصد کند. هر سال، تصاویر بهبود می یابند زیرا EHT تلسکوپ های جدید، پهنای باند بزرگتر و فرکانس های رصدی جدید را در خود جای می دهد.