چرا ابرها در اطراف “سیاهچاله” به وجود می‌آیند؟


بیگ بنگ: به مجرد اینکه آسمان شگفت‌انگیز زمین را ترک کنید، واژه «ابر» مفهوم دیگری پیدا کرده و دیگر بعنوان ساختارهای سفید و پُف‌کرده‌ای که باران تولید می‌کنند، شناخته نمی‌شوند. ابرهایی که در سایر نقاط جهان پهناور وجود دارند، مناطقی فشرده با تراکم بالا نسبت به پیرامون‌شان هستند.

updated quasar with labelsدر تصویر بالا، یک اختروش را مشاهده می‌کنید. اختروش به نوعی یک “هسته‌ کهکشانی فعال” است که یک ساختار غبارآلودِ دونات‌شِکل به نام «ابر» آن را احاطه کرده است. این ابرها در ابتدا اندازۀ کوچکی دارند، اما گستردگی‌شان می‌تواند به بیش از ۳.۳ سال نوری افزایش پیدا کند. اعتبار عکس: نیما آب‌کنار

به گزارش بیگ بنگ، اخترشناسان این ابرهای کیهانی در مجاورت سیاهچاله‌های غول‌پیکر را با استفاده از تلسکوپ‌های فضایی مورد مشاهده قرار داده‌اند. سیاهچاله‌ها اجرام متراکم و اسرارآمیزی به شمار می‌روند که حتی نور نیز توان گریز از چنگال خشمگین‌شان را ندارد؛ جرم این اجرام غول‌پیکر به بیش از ۱۰۰ هزار برابر خورشید می‌رسد. تقریباً در مرکز همه کهکشان‌ها یک سیاهچاله کلان جرم وجود دارد.

اگر این سیاهچاله مقدار زیادی گاز و گردوغبار از محیط پیرامونش جذب کند، آن را هسته کهکشانیِ فعال نامگذاری می‌کنند. پرنورترین نوع هسته کهکشانی فعال، اختروش نام دارد. اگرچه خود سیاهچاله را نمی‌توان دید، اما بخش‌های مجاور آن در هنگام فروپاشی ماده در نزدیکی “افق رویداد” به روشنی می‌درخشد. افق رویداد بعنوان نقطه بدون بازگشت شناخته می‌شود. اما سیاهچاله‌ها واقعاً مثل جاروبرقی نیستند؛ آنها هر چیزی را که در نزدیک‌شان پرسه بزند، نمی‌بلعند.

اگرچه برخی مواد در اطراف سیاهچاله به صورت مستقیم به درون آن سقوط کنند، دیگر هرگز دیده نمی‌شوند، اما قسمتی از گازهای اطراف به بیرون پرتاب می‌شوند. نتیجۀ آن، ایجاد پوسته‌ای است که در طول هزاران سال گسترش پیدا می‌کند. به همین دلیل است که منطقه نزدیک افق رویداد سیاهچاله از انرژی بسیار بالایی برخوردار است؛ این تابش پرانرژی حاصل از ذرات پرسرعت در اطراف سیاهچاله می‌تواند مقدار قابل توجهی گاز به درون فضا منتشر کند.

دانشمندان شاید انتظار داشته باشند که این جریان بیرونیِ گاز یکنواخت و آرام باشد. اما این جریان ۳.۳ سال نوری از سیاهچاله گستردگی پیدا می‌کند. ابرهای گازی در ابتدا ابعاد کوچکی دارند، اما به تدریج گسترش پیدا کرده و حتی می‌توانند فاصلۀ میان زمین و نزدیک‌ترین ستاره در آن سوی خورشید، یعنی پروکسیما قنطورس را پوشش دهند. یک اخترفیزیکدان به نام «دنیل پروگا» در دانشگاه نِوادا در لاس‌وگاس این توده‌ها را به گروهی از اتومبیل‌ها تشبیه می‌کند که در بزرگراه منتظر هستند و جریان ورودیِ ترافیک جدید را کنترل می‌کنند.

blackholecloudsچه چیزی می‌تواند این توده‎های بزرگ را در بخش‌های ژرف فضا توضیح دهد؟ پروگا و همکارانش به مدل رایانه‌ای جدیدی دست پیدا کرده‌اند که راه‌حلی برای این راز عرضه می‌کند. مقاله این محققان در مجله «Astrophysical Journal Letters» منتشر شده و سرپرستی نگارش را دانشجوی دکتری «رندال دانن» بر عهده داشته است. دانشمندان در تحقیقات خود نشان دادند که گرمای شدید در اطراف سیاهچاله‌های کلان جرم می‌تواند این فرصت را به گازها بدهد تا با سرعت بالایی به بیرون بروند؛ اما به طریقی که شرایط را برای ایجاد توده ابر فراهم کنند. اگر گاز خیلی زود شتاب بگیرد، نمی‌تواند فرصت کافی برای ایجاد توده داشته باشد. این مدل رایانه‌ای همۀ این عوامل را در نظر گرفته و ساز و کاری برای حرکت سریع گاز و خودِ توده ارائه می‌کند.

پروگا اظهار داشت: «در نزدیک لبۀ بیرونیِ پوسته نوعی آشفتگی وجود دارد که از تراکم گاز تا حد ناچیزی می‌کاهد. همین عامل باعث افزایش سریع دمای این گاز می‌شود. گاز سردی که در بخش بیرونی وجود دارد، تحت تاثیر این گاز قرار می‌گیرد. این پدیده کمی شبیه نیروی بالابری است که باعث شناور شدنِ بالون هوای داغ می‌شود. هوای داغ درون بالون سبک‌تر از هوای سردِ بیرون است و این اختلاف تراکم باعث ارتفاع گرفتنِ بالون می‌شود.»

دانن گفت: «این مطالعه بسیار حائز اهمیت است، زیرا اخترشناسان همواره به دنبال این بودند که موقعیت و سرعت ابرها را مورد محاسبه قرار دهند و همخوانی خوبی بین محاسبات و مشاهدات، به دست آورند. مدل رایانه‌ایِ ما فقط پوسته گاز را بررسی می‌کند، نَه  دیسک موادی که به دور این سیاهچاله می‌چرخند. گام بعدیِ ما محققان این است که ببینند آیا این جریانِ گاز از خود دیسک سرچشمه می‌گیرد یا خیر. ما به این پرسش هم باید پاسخ دهیم که چرا برخی ابرها با سرعت بسیار بالایی حرکت می‌کنند. سرعت بعضی از آنها با ۱۰۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه می‌رسد.»

ترجمه: منصور نقی‌لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: NASA

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *