Some Black Holes Are Anything But Black—and Scientists Found 75,000 Of The Brightest Ones

بازنشر افلاطون

دنبال: 0

هنگامی که پرجرم ترین ستارگان می میرند، فرو می ریزند و برخی از متراکم ترین اجرام شناخته شده در جهان را تشکیل می دهند: سیاه چاله ها. آنها "تاریک ترین" اجرام در کیهان هستند، زیرا حتی نور نیز نمی تواند از گرانش فوق العاده قوی آنها فرار کند.

به همین دلیل، تصویربرداری مستقیم از سیاهچاله ها غیرممکن است و آنها را مرموز و کاملاً گیج کننده می کند. اما ما تحقیق جدید روشی را برای شناسایی برخی از سیاهچاله‌های هولناک‌ترین سیاهچاله‌ها در جاده آزمایش کرده است و یافتن آنها را در اعماق کهکشان‌های دور راحت‌تر می‌کند.

با وجود نام، نه همه سیاه چاله ها سیاه هستند در حالی که سیاهچاله ها در اندازه های مختلف هستند، بزرگترین آنها در مرکز کهکشان ها قرار دارند و هنوز هم در حال رشد هستند.

این سیاهچاله‌های «بسیار پرجرم» می‌توانند جرمی تا a داشته باشند میلیارد خورشید. سیاهچاله در مرکز کهکشان راه شیری ما - به نام Sagittarius A*، که کشف آن 2020 جایزه نوبل فیزیک- نسبتاً آرام است. اما این مورد در مورد همه سیاهچاله های کلان پرجرم صدق نمی کند.

اگر موادی مانند گاز، غبار یا ستارگان بیش از حد به سیاهچاله نزدیک شوند، توسط نیروی گرانشی عظیم مکیده می شوند. همانطور که به سمت سیاهچاله می افتد، گرم می شود و به طرز باورنکردنی روشن می شود.

نور تولید شده توسط این «سیاهچاله‌های درخشان» می‌تواند کل طیف الکترومغناطیسی، از اشعه ایکس گرفته تا امواج رادیویی را بپوشاند. نام دیگر برای روشن سیاه چاله ها در مرکز کهکشان‌ها «هسته‌های فعال کهکشانی» یا AGN قرار دارند. آنها می توانند تریلیون ها بار بیشتر از خورشید بدرخشند و گاهی حتی می توانند از تمام ستارگان کهکشان آن نیز بدرخشند.

درخشان ترین سیاهچاله ها

برخی از AGN به شدت مواد را از طریق یک جت به بیرون پرتاب می کندکه میلیون ها کیلومتر را در فضا طی می کند و با تلسکوپ های رادیویی قابل مشاهده است. برخی دیگر در مرکز کهکشان "بادهایی" تولید می کنند که می توانند هر گازی (سوخت مورد نیاز برای تشکیل ستاره ها) را به بیرون از کهکشان برانند.

با وجود چنین نیروهای مخربی در وسط یک کهکشان، اخترشناسان مطمئن هستند که این باید تأثیر زیادی بر خود کهکشان بگذارد. ما می دانیم که اکثر کهکشان ها به کندی هستند خاموش کردن فرآیندهای تشکیل ستاره آنهاو AGN ممکن است یکی از مقصران باشد.

بنابراین AGN نه تنها می تواند به ما در درک بهتر سیاهچاله های گریزان کمک کند، بلکه مطالعه آنها در مورد خود کهکشان ها نیز به ما می آموزد.

یافتن سیاهچاله های روشن

بسته به اینکه یک سیاهچاله چقدر می خورد، در چه کهکشانی قرار دارد و زاویه ای که ما می توانیم آن را ببینیم، AGN می تواند بسیار متفاوت به نظر برسد. حتی زمانی که به یک کهکشان نگاه می کند، یک ستاره شناس با یک تلسکوپ پرتو ایکس ممکن است آن را درخشش ببیند و یک AGN را کشف کند، در حالی که ستاره شناس دیگری که از تلسکوپ رادیویی استفاده می کند ممکن است چیزی نبیند اگر AGN جت هایی را تولید نکند که در کهکشان قابل مشاهده هستند. طیف رادیویی

به همین دلیل، تصور می‌شد که همه آنها اجرام متفاوتی هستند، اما با نگاه کردن به اجرام یکسان با تلسکوپ‌های مختلف، ستاره‌شناسان متوجه شدند که شباهت‌های زیادی با هم دارند و به مزایای استفاده بیشتر از طیف الکترومغناطیسی برای یافتن آنها پی بردند.

روشنایی نسبی یک کهکشان در بخش‌های مختلف طیف الکترومغناطیسی، «توزیع انرژی طیفی» نامیده می‌شود. این می‌تواند برای اندازه‌گیری تعداد ستاره‌های یک کهکشان، سن آنها، از چه چیزی ساخته شده‌اند و میزان گرد و غبار که جلوی نور را گرفته است استفاده شود.

در تحقیق ما منتشر شده in اطلاعیه های ماهانه انجمن نجوم سلطنتی، نشان می دهیم که این تکنیک همچنین می تواند برای شناسایی AGN استفاده شود. این بدان معناست که ما اکنون می‌توانیم نه تنها ویژگی‌ها و تاریخچه ستاره‌های کهکشان، بلکه روشنایی سیاه‌چاله مرکزی آن را نیز اندازه‌گیری کنیم.

این کار ساده ای نیست. تفاوت بین نور ستاره و نور یک AGN بسیار ظریف است، بنابراین ممکن است ستاره‌های جوان را با یک سیاه‌چاله درخشان اشتباه بگیریم و بالعکس.

در استرالیا ستاره شناسان بوده اند با استفاده از تلسکوپ های استرالیایی برای ساختن نقشه های سه بعدی از کهکشان ها در قسمت های خاصی از آسمان. این نقشه‌ها به ما اجازه می‌دهند صدها هزار کهکشان را که 3 میلیارد سال از تاریخ را در بر می‌گیرند، برای یافتن AGN احتمالی جستجو کنیم.

با استفاده از روش جدید خود برای 700,000 کهکشان، ما بیش از 75,000 AGN را شناسایی و کمیت کردیم تا درک کنیم که چگونه تعداد آنها در طول زمان تکامل یافته است و چگونه آنها بر کهکشان های میزبان خود تأثیر گذاشته اند. ستاره شناسان فکر می کنند که تعداد AGN در کیهان با میزان تشکیل ستاره مرتبط است که می دانیم تقریباً ده برابر بیشتر از 10 میلیارد سال پیش بوده است. اما تا زمانی که نتوانیم مطمئن شویم که تمام AGN را در طول زمان کیهانی در نمونه‌های کهکشانی خود شناسایی کرده‌ایم، مطمئناً نمی‌دانیم.

در حال حاضر، جامعه نجومی هنوز به شدت در مورد ماهیت سیاهچاله های فعال بحث می کنند. در حالی که ما هنوز به سوالات مورد نیاز برای تسکین بحث پاسخ نداده‌ایم، اما یک قدم به شناسایی قابل اعتماد این اجرام جذاب در کهکشان‌ها نزدیک‌تر شده‌ایم. و این گام مهمی برای روشن کردن راز سیاهچاله ها است.

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

تصویر های اعتباری: NASA/CXC/CfA/R.Kraft و همکاران., CC BY-SA