بیگ بنگ/ اگر یک جسم به داخل سیاهچاله سقوط کند برای همیشه گم می شود، شیپ دوئلمن معاون دانشگاه MIT هیستون و محقق مرتبط با مشاهدات رصدخانه اختر فیزیک اسمیتسونیان می گوید :« سیاهچاله ها یک در خروجی از جهان ما هستند، در واقع شما از دری بیرون می روید که دیگر باز نمی گردید.»
این تصویر اشعه ایکس منتشر شده از کمان قوس a را نشان می دهد. تصویر شامل اشعه ایکس چاندرا به رنگ آبی و مادون قرمز ساطع شده از هابل به رنگ زرد است. اشعه ایکس ساطع شده از گاز گرم توسط سیاهچاله گیر افتاده و به داخل کشیده می شود.
به گزارش بیگ بنگ، سیاهچاله های غول پیکر خشن ترین اجرامی هستند که توسط نظریه گرانش اینشتین پیش بینی شده اند- بر طبق گفته دوئلمن “گرانش جوری عمل می کند تا بلا استفاده شود تا در نهایت جرم بسیار بزرگی را در خود فشرده کند.” در سپتامبر ۲۰۱۲ یک تیم بین المللی از دانشمندان MIT، تابش یک سیاهچاله را در مرکز یک کهکشان دور اندازه گیری کردند. این نهایت فاصله ای است که ماده قبل از کشیده شدن غیرقابل بازگشت به داخل یک سیاهچاله پر جرم می تواند به آن نزدیک شود. سیاهچاله های این چنینی که اکثر در مرکز کهکشان ها وجود دارند بسیار قدرتمند هستند و فعالیت در مرزهای افق رویداد آنها می تواند در سراسر کهکشان های میزبان ایجاد موج کند.
دانشمندان برای مشاهده ی سیاهچاله ها آنتن های رادیویی در هاوایی آریزونا و کالیفورنیا را برای ایجاد آرایه ای که تلسکوپ افق رویداد(EHT) نامیده می شود، به هم مرتبط کردند، این آرایه ۲۰۰۰ برابر بهتر از هابل جزئیات سیاهچاله ها را مشاهده کند. این آنتن های رادیویی به روی M87 کهکشانی که در فاصله ی ۵۰ میلیون سال نوری از ما قرار دارد، آزمایش شدند. این کهکشان بندرگاه سیاهچاله ای با جرم شش میلیارد برابر خورشید ما است، با استفاده از این آرایه تیم تحقیقاتی یک درخشش ماده در نزدیکی لبه سیاهچاله ناحیه ای که بنام افق رویداد شناخته می شود مشاهده کردند. در لبه سیاهچاله ،نیروی گرانش بسیار قوی است و همه چیز از طراف را به داخل خود می کشد، در هر حال هر چیزی از فشار داخلی افق رویداد نمی تواند وارد سیاهچاله شود.
نتیجه این است که ترافیک کیهانی ماده، گاز و گرد و غبار، دیسکی مسطح از ماده می سازند که بنام دیسک شتاب دار معروف است. دیسک ماده با سرعتی نزدیک به سرعت نور به دور سیاهچاله می چرخد و بطور پیوسته سیاهچاله را با یک رژیم غذایی از ماده بسیار گرم تغذیه می کند، در طول زمان این دیسک می تواند سبب شود که سیاهچاله در جهت مخالف ماده بچرخد. میدان های مغناطیسی در این جریان فزاینده گرفتار می شوند ،که به ماده گرم با پرتوهای قدرتمند بالای دیسک شتاب می دهند. در نتیجه سرعت جت ها سیاهچاله بالا می رود و سیاهچاله دیسک را با سرعت بالا به بیرون پرتاب می کند و در طول صدها یا هزاران سال گسترش می یابد. این رویداد می تواند روی فرآیندهای کیهانی از جمله شکل گیری ستاره ها تاثیر گذار باشد. مسیر جت ها به دانشمندان کمک می کند تا به مکانیک حرکت سیاهچاله ها در ناحیه ای که گرانش غلبه دارد پی ببرند.
محیط های افراطی برای تایید نظریه نسبیت اینشتین کافی میباشد، نظریه اینشتین در موارد میدان های کوچکتر گرانشی مانند، زمین و منظومه شمسی تایید شده است، اما دقیقا در یک نقطه از جهان یعنی در افق رویداد سیاهچاله ها تایید نشده است و قوانین آن را در هم می شکند. بر طبق نظریه اینشتین چرخش سیاهچاله تعیین می کند که ماده نزدیک آن چگونه می تواند قبل از بی ثبات شدن و افتادن در افق رویداد سیاهچاله بچرخد. به دلیل اینکه جت های منتشر شده کهکشان M87 بطور مغناطیسی چرخش های کوچکی ایجاد می کنند، ستاره شناسان می توانند چرخش سیاهچاله را به وسیله ی جت هایی که آن را ترک می کنند اندازه گیری کنند.
در این تصویر منطقه ی کمان ای یک منبع قوی امواج رادیویی و سیاهچاله ی پرجرمش که در نزدیکی مرکز کهکشان راه شیری قرار دارد را مشاهده می کنید.
تیم تحقیقاتی از تکنیکی استفاده کرد که به آن تداخل خط مبنای بسیار بلند یا VLBI می گوید که داده های دیش های رادیویی که مایلها از هم دور هستند را به هم مرتبط می سازد. سیگنال ها از دیش های متفاوت، یک تلسکوپ مجازی ایجاد می کنند و با رفع قدرت سیگنال تلسکوپ، داده ها را دریافت می کنند. این تکنیک دانشمندان را قادر می سازد که کهکشان های دور را با جزئیات بی سابقه ای مشاهده کنند. دانشمندان اندازه گیری درونی چرخش دیسک شتابدار که تنها ۵٫۵ برابر اندازه افق رویداد سیاهچاله است انجام دادند. بر طبق قوانین فیزیک این اندازه گیری پیشنهاد می دهد که دیسک شتابدار در چند جهت به دور سیاهچاله می چرخد. اولین جهت مشاهده برای تایید تئوری اینکه چگونه سیاهچاله از مرکز کهکشان به جت ها نیرو می دهد انجام گرفت، این نتایج به دانشمندن کمک کرد که رفتار جت های منتشر شده سیاهچاله ها را درک کنند، البته اساس طبیعت جت ها هنوز یک رمز و راز است. بسیاری از اختر فیزیکدانان تصور می کنند که جت ها با قدرت چرخش سیاهچاله ها نیرو می گیرند، اما هنوز در محدوده یک تئوری باقی مانده است، این اولین مشاهده برای ارائه این ایده براساس مشاهدات دقیق است.
این مشاهدات همچنین نتیجه یکی از بزرگترین تحقیقاتی است که تاکنون توسط تلسکوپ فضایی چاندرا در سال ۲۰۱۴ پردازش شده است. چاندرا در طول پنج هفته بهترین مشاهدات را برای به دام انداختن اشعه ایکس یا هر اثری از گازهای چندین میلیون درجه ای شناور به دور سیاهچاله ای در منطقه ی کمان ای (Sagittarius A*) که جرمی برابر ۴ میلیون برابر خورشید دارد، انجام داد. مشاهدات منطقه ی کمان ای که در فاصله ی ۲۶۰ هزار سال نوری از زمین واقع شده، نشان می دهد که چگونه ماده به دور سیاهچاله جریان دارد و کمتر از یک درصد ماده در ابتدای گرانش سیاهچاله به افق رویداد می رسند. زیرا بیشتر ماده در نتیجه انتشار اشعه ایکس ساطع شده در کمان ای همانند بسیاری از سیاهچاله های غول پیکر بطور قابل توجهی به بیرون منتشر می شوند. این تحقیق علمی می تواند به درک بیشتر افق رویداد سیاهچاله ی (Sagittarius A*) در برابر پس زدن ماده درخشان و نیز تاثیر مدار ستارگان و ورود ابرهای گازی به داخل یا بیرون سیاهچاله ها کمک کند.
