| مترجم : | محسن کرمی |
| کلید واژه : | |
| چکیده : | این ابر گرد و غبار در حال بلعیده شدن توسط سیاهچاله مرکز کهکشان ماست؛ بعد از آن، چه اتفاقی خواهد افتاد؟ |
| منابع : | فوکوس |
به‌زودی یک جریان خودسر از گاز و گرد و غبار به داخل یک سیاهچاله کشیده خواهد شد که در قلب کهکشان ما کمین کرده است. هیچ کسی قبلا چنین برخوردی را با این جزئیات مشاهده نکرده و از این رو کسی نمی‌داند که چه چیزی روی خواهد داد. به همین دلیل دورنمای جذابی برای ستاره‌شناسان است.
زمانی که ستاره‌ها می‌رمبند سیاه‌چاله‌ها – مبهم‌ترین اجرام کیهان – به وجود می‌آیند. آن‌گونه که ما می‌دانیم درون آنها فضا و زمان متوقف شده است. درون آنها گرانش چنان قوی است که هیچ چیز – حتی نور – نمی‌تواند از چنگال آن بگریزد و به این معنی است که ستاره‌شناسان نمی‌توانند آنها را مستقیما مشاهده کنند. آنها حضور شوم خود را از طریق تاثیر گرانش خود بر حرکت ستاره‌های نزدیکشان نشان می‌دهند.
ممکن است ما هیچ‌گاه به‌طور کامل نفهمیم در داخل سیاه‌چاله‌ها چه روی می‌دهد، زیرا رفتن به آنجا خواستار یک سفر خطرناک یک طرفه است؛ اما امیدواریم از اینکه در اطراف آنها چه روی می‌دهد به درک بهتری برسیم. سیاه‌چاله‌ها با بلعیدن هر چه بیشتر ماده بزرگ‌تر و چگال‌تر می‌شوند، بیشتر اوقات ابرهای گازی و گرد و غبار را می‌بلعند، ولی گاهی کل یک ستاره را فرومی‌برند.
برخورد بین ابر گازی و سیاهچاله در مرکز کهکشان یا (کمان-ای*)1 یک فرصت ایده‌آل برای مشاهده یکی از این تغذیه‌های هیجان‌انگیز در زمان روی دادن آن است.
این کمان در فاصله تنها 26 هزار سال نوری یا 254 تریلیون کیلومتری از زمین که در واحد‌های نجومی فاصله کوتاهی است، تنها سیاهچاله ابرپرجرم به اندازه کافی نزدیکی است که می‌توان آن را با جزئیات مشاهده کرد که به این معنی است که ستاره‌شناسان از یک جای مناسب برای دیدن برخوردارند.
این یک فرصت شگفت‌انگیز است، اما ستاره‌شناسان می‌توانند به سادگی آن را از دست دهند، این ابر گازی با نام G2 در سال 2011 کشف شد و در واقع بخت و اقبال نیز در این اندازه‌گیری خوب دخالت داشت. دکتر استفان گیلسن از موسسه فیزیک فرازمینی ماکس پلانک در آلمان – کسی که سرپرستی گروه کاشف ابرگازی را بر عهده داشت – می‌گوید: "همان‌طور که در علم معمول است، آن یک کشف تصادفی بود."
گروه وی، تصاویری را که 9 سال پیش تلسکوپ غول‌پیکر اروپا در شیلی هنگام نگاه کردن به تابش مرئی پیرامون کمان-ای* گرفته بود را بررسی کردند، تابش به دلیل اصطکاک بین گاز و گرد و غباری که به دور سیاهچاله در قرص برافزایشی2 می‌چرخند تولید می‌شود.
گیلسن چنین ادامه داد: "ما تصمیم گرفتیم که داده‌هایی را که در طول سال‌ها
به دست آورده بودیم را بررسی کنیم و احساس کردیم که یک چیز نسبتا ضعیف ولی
مرئی در حال حرکت به سمت موقعیت سیاهچاله است که از سال 2002 ساکت در بین
داده‌ها نشسته بود. سپس متوجه شدیم اطلاعات طیف‌بینی که ثبت کرده‌ایم، نشان
می‌دهد، آن جسم در سال 2011 بزرگ‌تر از سال 2004 بوده و در امتداد یک مدار
بیضوی پیرامون سیاهچاله منبسط شده است."
این انبساط نشان می‌دهد که ابر گازی تا به امروز نیز تاثیرات گرانشِ قابل
توجه سیاهچاله را احساس کرده است، اینکه بعد از آن چه روی خواهد داد یک
پرسش میلیون دلاری است.
با جرمی چهار میلیون برابر خورشید، کمان-ای* یک هیولاست، یک سیاهچاله ابر پرجرم؛ در حقیقت پدیده بلعیده شدن ماده، چیزی شبیه این یکی در مرکز بسیاری از کهکشان‌ها روی می‌دهد، پس آنها -که کهکشان‌های فعال نامیده می‌شوند و نور زیادی را منتشر می‌کنند- جرم‌هایی میلیاردها برابر خورشید دارند.
کمان-ای* میلیاردها سال پیش به وجود آمده است؛ شاید زمانی که برخی از ستاره‌های بسیار چگال در پایان زندگی خود رمبیده و با هم آمیختند و یک شی پرجرم را تشکیل دادند.
اندازه ابر گازی هم ناشناخته است و ترکیبات آن هنوز یک معماست، اما احتمالا بیشتر قسمت گازی از هیدروژن باشد و همچنین ستاره‌شناسان می‌دانند که سراسر ابر دمای 10 هزار درجه‌ای را در حین حرکت در فضا دارد که تقریبا دو برابر داغی سطح خورشید است.
استفان مورای فیزیکدان نجومی از آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور در کالیفرنیا فکر می‌کند که ابر می‌تواند نتیجه یک نوع آروغ ستاره‌ای باشد که ستاره قسمتی از جو بیرونی‌اش را از دست می‌دهد؛ اما قطعی نیست.
مورای می‌گوید: "یکی از بهترین حدس‌ها ممکن است این باشد که ابر از یک ستاره دفع شده باشد، در غیر این صورت مشکل است که بدانید چطور چیزی به آن کوچکی با گرانشی کم می‌تواند خودش را نگه دارد. به نظر می‌رسد یک تصادف شگفت‌انگیز برای یک ستاره بوده که چیزی شبیه این را، بسیار نزدیک به سیاهچاله بیرون ریخته، پس واقعا راهی فوق‌العاده است، برای ترسیم اینکه چه اتفاقی برای یک شئ در آن نزدیکی می‌افتد."
مورای عضو گروهی است که روی پیش‌بینی نحوه پایان یافتن رویارویی نزدیک بین ابر گازی و کمان-ای* کار می‌کنند. آن برخورد را در حالت سه بعدی با استفاده از نیروی محاسباتی ابر رایانه پالمتو در دانشگاه کلمتون در اندرسون، جنوب کارولینا شبیه‌سازی کردند.
شبیه‌سازی‌های گروه که نیازمند بیش از 50 هزار ساعت محاسبات به وسیله سه هزار پردازشگر بود، نشان داد که نزدیک‌ترین موقعیت ابر به سیاهچاله زمانی در همین تابستان یا اوایل پاییز است. اولین نشانه برخورد گرمای آزاد شده به‌وسیله ابر گازی بود که همگام با نزدیک‌تر شدن به کمان-ای* (که تحت تاثیر گرانش آن به طور پیوسته سقوط می‌کند) انرژی آزاد می‌کرد.
این آزاد‌سازی انرژی به‌وسیله تلسکوپ‌های پرتو ایکس و رادیوتلسکوپ‌های روی
زمین به خوبی توسط ماهواره‌هایی که به دور زمین می‌گردند، قابل شناسایی
بود. اما این یک برخورد سر به سر نخواهد بود، ابر در ابتدا در یک فاصله
واقعا دور از کمان-ای* خواهد لغزید – تقریبا 200 بار بیشتر از فاصله زمین
تا خورشید – اما آن ویرانی خشم گرانشِ سیاهچاله را متوقف نخواهد کرد.
مورای توضیح داد: "اساسا ابر گازی در حال پاره پاره شدن است؛ مدل‌های ما
نشان می‌دهند که ابر برای تفاوت کشش گرانشی سیاهچاله در دو طرفش منبسط
خواهد شد که یعنی چیزی که در آغاز شبیه یک توپ است به شکل یک تکه ماکارونی
کش می‌آید. آنجا تاثیرات دیگری نیز هستند، همان‌طور که سیاهچاله از میان
گاز مرکز کهکشان حرکت می‌کند، ابر مانند موج‌های سطح اقیانوس در یک روز
توفانی شروع به حرکت موج‌دار می‌کند و بی‌ثباتی‌های گوناگون دیگری نیز وارد
بازی می‌شوند. پس پاره شدن و کش آمدن هر دو جدا از هم روی می‌دهند و با
گذر زمان با وجود اینکه به دور سیاهچاله گردش می‌کند، احتمالا دیگر یک
ساختار منسجم نیست."
همان‌طور که ابر تجزیه می‌شود، مقدار زیادی از آن به قرص برافزایشی گرداگرد کمان-ای* می‌پیوندد یا به درون سیاهچاله سقوط می‌کند. طبق گفته مورای اگر تمام آن به داخل سیاهچاله سقوط می‌کرد دیدنی‌تر بود، مدل‌ها تفاوت خروجی بزرگی را در سیاهچاله پیش‌بینی نمی‌کنند، اما چند ترقه کوچک خواهد بود.
گرچه گمان نمی‌رود که دیدنی‌ترین رویداد ستاره‌ای باشد، اما هنوز هم جذاب خواهد بود. گیلسن می‌گوید: "مشاهده اینکه برای ابر گازی چه روی خواهد داد در اینکه چطور جو پیرامون سیاهچاله "قرص برافزایشی" ساخته شده است به ما یاری می‌رساند. ما می‌توانیم از مقدار اصطکاکی که ابر تجربه کرده برآورد کنیم که چه مقدار گاز در آن جا است و سپس بیاموزیم که چگونه چنین جوی ساخته شده، همچنین برای اینکه ببینیم گاز چگونه سیاهچاله را احاطه خواهد کرد مفید خواهد بود تا به ما بگوید که چطور تغذیه می‌شود، چیزی که هیچ‌کس هرگز آن را ندیده است."
در عوض گیلسن به سرنوشت موادی که به درون کمان-ای* سقوط می‌کنند، فکر نمی‌کند. او می‌گوید: "این یک پرسش علمی نیست، زیرا ما هیچ راهی برای دانستن آن نداریم. شما حتی نمی‌توانید آزمایشی را تصور کنید که ممکن باشد هر ادعایی در این مورد را بررسی کرده یا به چالش بکشاند. تنها راه بررسی، پریدن به داخل سیاهچاله است – اما اول مطمئن شوید که از همه خداحافظی کرده‌اید!"
طبق یک نظریه، سیاهچاله تا حد زیادی تهی است، جرم آن به طرزی باور نکردنی در یک نقطه کوچک در مرکز آن محدود شده است که به آن تکینگی می‌گویند. یک نظریه دیگر ادعا می‌کند هر چیزی که به داخل سیاهچاله سقوط می‌کند – مانند یک ابر گازی بخت برگشته – به داخل یک دنیای دیگر وارد می‌شود، پس سرنوشت نهایی ابر گازی هم جای اندیشیدن دارد، اما هنوز چیزهای زیادی برای مشاهده کردن در بیرون سیاهچاله وجود خواهند داشت. اگرچه نبرد در چند ماه آینده آغاز می‌شود اما تاثیرات آن احتمالا در چند سال آینده مشاهده خواهد شد. برای مدتی ابر گازی سوخت اصلی کمان-ای* خواهد بود، پس سال‌های آینده برای ستاره‌شناسانی که روی سیاه‌چاله‌ها کار می‌کنند، زمان جالبی است، کسانی که می‌توانند رویداد‌ها را به صورت واضح از فاصله نزدیک مشاهده کنند.
خوشبختانه نزدیک برای ستاره‌شناسان دارای معنای متفاوتی است؛ هیچ شانسی برای آنکه ما دسر9 کمان-ای* شویم وجود ندارد.
پی نوشت:
1-Sagittarius A*/ 2- Accretion Disc/ 3- Dessert
منبع دانشمند شماره 613 آبان 1393