* یک گروه از اخترشناسان مدرک نامستقیمی از افق رویداد یک سیاهچاله ی ابرپرجرمیافته اند که اثبات دیگریست بر وجود راستین این اجرام شگفت انگیز در جهان هستی.
پنداشت های دیوانه وار بسیاری در جهان دانش پیدا می شود. ولی نظریه ی سیاهچاله ها -اجرامی که آنقدر چگالند که هیچ چیز، حتی نور نمی تواند از چنگ گرانششان بگریزد- به طور قطع در بالای فهرست این پنداشت ها جای می گیرد.
 |
| برداشت هنری از یک سیاهچاله- تصویر بزرگ تر |
اگرچه شواهد برای این اجرام رازگونه قانع کننده است، ولی ۱۰۰% قطعی نیست. از همین رو برخی اخترشناسان همچنان در حال کار و بررسی برای آنند که ثابت کنند سیاهچاله ها تنها دستاورد نظریه پردازانی که ریاضیاتشان از آن ها دور شده نیست. به گفته ی رامش نارایاناز مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین: «هنگامی که پای چیزی به این شگرفی به میان می آید، باید پیش از این که بخواهیم آن را بپذیریم، کار و بررسی سخت تری انجام دهیم.» این دوگانگی دقیقا همترازی میان اندیشه های گزاف و بدگمانی های ستیزه‌جویانه را نشان می دهد که به دانش امکان می دهد به آرامی مسیر پرپیچ و خم رسیدن به حقیقت را بپیماید.
اکنون، یک گروه از دانشمندان از جمله اَوِری برادریکاز بنیاد فیزیک نظری پریمترکانادا، نارایان و چند تن دیگر شواهد دیگری از این اجرام سرسنگین یافته اند. این گروه با نگریستن به ژرفای دل مسیه ۸۷، یک کهکشان بیضیگونکه ابرسیاهچاله ای به جرم ۶ میلیارد برابر خورشید در دل دارد به این شواهد دست یافتند. آن ها در دل کهکشان ام۸۷ نشانه های نامستقیمی از افق رویداد این هیولا را دیدند: نقطه ی بی بازگشت گرداگرد خود سیاهچاله.
این دانشمندان برای جستجویشان از سه رادیو تلسکوپ در کالیفرنیا، آریزونا، و هاوایی بهره گرفتند. این سه تلسکوپ رادیویی بخشی از پروژه ی همچنان رو به گسترشِ "تلسکوپ افق رویداد"یا Event Horizon Telescopeهستند. هدف دانشمندان پی بردن به این بود که آیا ابرسیاهچاله ی ام۸۷ به راستی یک افق رویداد، که فقط ویژگی یک سیاهچاله است را دارد، یا این که دارای یک سطح است.
هنگامی که ماده به سوی یک جرم سنگین سرازیر می شود، دمایش بالا می رود و جریان های شدیدی از فوتونپرانرژی می گسیلد. از همین رو گازهای پیرامون جسم سنگین می بایست بی‌اندازه درخشان باشند. ولی بسته به این که جرم سنگین ما دارای یک سطح باشد یا یک افق رویداد، تفاوت چشمگیری در درخشش هایش وجود خواهد داشت.
 |
| کهکشان بیضیگون ام۸۷ که ابرسیاهچاله ای با یک فواره ی غول آسا در دلش جای گرفته. تصویر بزرگ تر |
یکی از نویسندگان پژوهش به نام جان کورمندیاز دانشگاه آستین تگزاسمی گوید: «اگر جرم سنگین دارای یک سطح باشد، موادی که به سویش کشیده می شوند بر روی سطحش می ریزند.» این ریخته شدن و برخورد به سطح باعث می شود مواد باز هم داغ تر شده و بیشتر بدرخشند. ولی اگر سطحی در کار نباشد -مانند افق رویداد- در آن صورت از چشم انداز ما، مواد سرانجام ناپدید می شوند و دیگر نمی توانند به درخشش ادامه دهند.
بنابراین جرمی که دارای یک افق رویداد است می بایست تیره تر از جرمی به همان سنگینی ولی با یک سطح باشد.
با این پنداشت، چند گام بعدی به نسبت سرراست (ولی نه چندان ساده) خواهد بود. این گروه نخست مقدار ماده ای که به سوی ابرسیاهچاله ی کهکشان ام۸۷سرازیر می شود را اندازه گرفتند. در گام دوم، درخشش چشمداشتی برای جرمی که یک سطح دارد را برآورد کردند و به اندازه ی حدود ۱۰۰ میلیارد برابر درخشش خورشید رسیدند. سوم، بررسی کردند که آیا مشاهداتشان با این درخشش برآورد شده سازگار هست یا نه. اگر بود، پس این جرم یک سطح دارد و اگر نبود، پس به احتمال بسیار دارای یک افق رویداد است.
آنان دریافتند که جرم مرکز کهکشان ام۸۷ تیره تر از درخشش چشمداشتی برای جرمی با یک سطح است (به اندازه ی دستکم چند برابر). کورمندی می گوید: «بنابراین ما نتیجه گرفتیم که این مواد دارد به درون یک افق رویداد کشیده می شود و نوری که می گسیلد بسیار کمتر از چیزیست که اگر به یک سطح می خورد از آن گسیلیده می شد.»
سیاهچاله اثبات شد؟ هنوز نه کاملا.
اگرچه شمار اخترشناسانی که به وجود سیاهچاله ها شک دارند بسیار اندک است، ولی یافته های این پژوهش یک مورد دیگر به فهرست بلند شواهدی که نشانگر وجود سیاهچاله ها در کیهانند می افزاید. در پژوهش های دیگری هم که روی سیاهچاله های ستاره‌وارو ابرسیاهچاله ی مرکز کهکشان خودمان (سیاهچاله ی کمان ای*) انجام شده بود، شواهدی از وجود یک سطح دیده نشده بود. بررسی تازه ای که روی ابرسیاهچاله ی ام۸۷ انجام شده، فهرست سطح های نداشته ی سیاهچاله های بزرگ در ورای کهکشانمان را بلندتر می کند.
این واپسین میخ بر تابوت نیست؛ این دانشمندان منتقدان خود هستند. نارایان می گوید: «من نخستین کسی هستم که می گوید این یافته کاملا دور از خطا نیست. این مانند آنست که ثابت کنیم خلاف چیزی نادرست است، پس بگوییم درست بودنش اثبات شده. ما داریم ثابت می کنیم که سطحی وجود ندارد و از آن نتیجه می گیریم که باید یک افق رویداد وجود داشته باشد. این گام منطقی ۱۰۰% امن و اطمینان بخش نیست.»
میخ بعدی زمانی بر تابوت کوبیده خواهد شد که پروژه ی "تلسکوپ افق رویداد"کامل شود. آنتن های این تلسکوپ در چند سال آینده از جنوبگان تا آمریکای شمالی گسترده خواهند شد و یک تک تلسکوپ به بزرگی زمین پدید خواهند آورد که به ژرفای پوشش گاز و غباری که ابرسیاهچاله ها را در بر گرفته نفوذ خواهد کرد و از خود افق رویداد عکس خواهد گرفت.
بازبرد در نشریه:
“The Event Horizon of M87.” در arXiv.org روز ۵ آوریل ۲۰۱۵.
واژه نامه:
supermassive black hole - event horizon - black hole - Ramesh Narayan - Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - Avery Broderick - Perimeter Institute for Theoretical Physics - M87 - elliptical galaxy - Sun - radio telescope - Event Horizon Telescope - photon - John Kormendy - Milky Way - Sgr A* - galaxy - South Pole - North America -
منبع: skyandtelescope
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان