سیاهچاله عظیم راه شیری دارای شخصیت مغناطیسی شگفت انگیزی است - دنیای فیزیک

میدان مغناطیسی احاطه کننده سیاهچاله عظیم در مرکز کهکشان راه شیری برای اولین بار مشاهده شده است. ستاره شناسان با استفاده از تلسکوپ افق رویداد (EHT) از ماهیت منظم میدان، که در محیط بسیار خشن اطراف سیاهچاله Sagittarius A* وجود دارد، شگفت زده شده اند. این مطالعه می تواند به درک بهتر نقش حیاتی میدان مغناطیسی در نحوه تغذیه سیاهچاله از ماده اطراف منجر شود.

این دومین باری است که EHT میدان مغناطیسی یک سیاهچاله بسیار پرجرم را مشاهده می کند. در سال 2021 میدان سیاهچاله را در مرکز کهکشان شناسایی کرد مسیه 87 (M87).

اعتقاد بر این است که سیاهچاله های کلان جرم توسط پلاسمایی احاطه شده اند که به سمت پرتگاه گرانشی می چرخد. این یک میدان مغناطیسی قدرتمند ایجاد می کند، که سپس می تواند با مواد در حال سقوط تعامل کند. این ماده شتاب دهنده مقادیر فراوانی از تشعشع از جمله امواج رادیویی که توسط میدان مغناطیسی محلی قطبی می شوند، ساطع می کند.

شبکه جهانی

EHT یک شبکه جهانی از تلسکوپ های رادیویی است که می تواند این قطبش را اندازه گیری کند و در نتیجه میدان مغناطیسی اطراف یک سیاهچاله را ترسیم کند.

Sagittarius A* حدود 6.6 میلیون جرم خورشیدی دارد که هزار بار کمتر از M87 غول پیکر است. با وجود این تفاوت بزرگ، ستاره شناسان EHT از شباهت میدان مغناطیسی این دو جرم شگفت زده شدند.

می‌گوید: «ما انتظار داشتیم نشانه‌ای از میدان مغناطیسی پیدا کنیم، زیرا می‌دانیم که Sagittarius A* هنوز هم به آرامی تغذیه می‌کند. زیری یونسی از دانشگاه کالج لندن، که یکی از اعضای تیم EHT است. چیزی که ما پیش‌بینی نمی‌کردیم این بود که الگوی قطبش از نظر مورفولوژی بسیار شبیه به M87 باشد.

انتظار می‌رود همه سیاه‌چاله‌های پرجرم که ماده را ایجاد می‌کنند، دارای میدان مغناطیسی باشند که در دیسک‌های برافزایش آنها تعبیه شده است. میدان درست در خارج از افق رویداد در پلاسما لنگر انداخته و سپس با چرخش سیاهچاله تقویت می شود. سیاهچاله M87 در مقایسه با Sagittarius A* با دیسک برافزایش پلاسما بسیار فعال است.

کنترل جریان

میدان های مغناطیسی هر دو جسم دارای خطوط میدان مغناطیسی در پیکربندی های گرداب مانند هستند (شکل را ببینید). هرچه خطوط به یکدیگر نزدیکتر باشند، میدان مغناطیسی قوی تر و سازماندهی شده تر است. یونسی تخمین می زند که قدرت میدان مغناطیسی Sagittarius A* با آهنربای یخچال برابر است. اگرچه ممکن است زیاد به نظر نرسد، اما به اندازه کافی قوی است که بر جریان پلاسمای برافزایشی تأثیر بگذارد - در نتیجه به کنترل نحوه تغذیه سیاهچاله کمک می کند.

شباهت ظاهری در ساختار دو میدان مغناطیسی برخی از ستاره شناسان را در مورد شباهت های احتمالی دیگر شگفت زده کرده است.

سیاهچاله M87 به دلیل جت نسبیتی آن است. این یک پرتوی محکم از ذرات است که توسط میدان مغناطیسی از دیسک برافزایشی به سمت بالا کشیده شده و به سمت خارج شتاب می‌گیرد تا به سرعت نور نزدیک شود. یک جت در امتداد محور چرخش جسم قابل مشاهده است و ممکن است که دیگری در جهت مخالف امتداد یابد.

با توجه به شباهت در ساختار مغناطیسی، ممکن است که Sagittarius A* نیز میزبان جت های نسبیتی باشد که تاکنون کشف نشده اند.

حباب های مرموز

در واقع، چنین جت هایی می توانند منشأ حباب های فرمی مرموز کهکشان راه شیری باشند. اینها دو ستون عظیم از ذرات باردار هستند که 25,000 سال نوری بالا و پایین صفحه کهکشان بالا می روند. تخمین زده می شود که تنها چند میلیون سال قدمت داشته باشند، آنها از مرکز کهکشانی سرچشمه می گیرند، اما علت آنها نامشخص است.

با این حال، یونسی اشاره می‌کند که یک جت به شدت همسو است، در حالی که حباب‌های فرمی منطقه وسیع‌تری را در بر می‌گیرند و تقریباً مانند یک انفجار هستند. و در حالی که او شباهت های بین دو سیاهچاله را "کنجکاو" می داند، یونسی می گوید دنیای فیزیک از شک و تردید او مبنی بر اینکه سیاهچاله کهکشان ما دارای یک جت است.

او می‌گوید: «کسی می‌تواند تا حدودی آزادی عمل داشته باشد و این را بیش از حد تفسیر کند و بگوید شاید این شواهدی است که ممکن است یک جت وجود داشته باشد. "یا ممکن است این باشد که در آینده باید داده های بهتری با وضوح بالاتر داشته باشیم و شاید شاهد باشیم که الگوی قطبش کمی تغییر می کند."

تغییر سریع

M87 53 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد و دیسک برافزایش سیاه‌چاله آن بسیار بزرگ است، بنابراین این دو عامل به این معنی است که ما شاهد تغییر آن در بازه‌های زمانی کوتاه نیستیم. Sagittarius A* در فاصله حدود 26,000 سال نوری به ما بسیار نزدیکتر است و دیسک برافزایشی بسیار کوچکتر آن به این معنی است که EHT می تواند دیسک برافزایش را در طول چند دقیقه و چند ساعت مشاهده کند.

بنابراین اولین تصویر از Sagittarius A* (روشنایی، نه قطبی شدن)، که در سال 2022 منتشر شد، یک نمای میانگین زمانی از سیاهچاله بود، و یونسی اشاره می کند که این فقط می تواند یک تصادف باشد که تصویر میانگین زمانی از سیاهچاله میدان مغناطیسی شبیه M87 به نظر می رسد، به این معنی که جستجو برای جت ها می تواند بیهوده باشد.

یونسی می‌گوید: «کمان A* بسیار سریع در حال تغییر است، بنابراین عدم قطعیت بسیار بیشتری در ساختار دیده‌شده در تصویر وجود دارد. ما به نظارت بلندمدت نیاز داریم، زیرا آنچه در حال حاضر به آن نگاه می‌کنیم می‌تواند تصادفی باشد که اتفاقاً شبیه M87 است و در واقع نماینده حالت میانگین زمانی عمومی نیست. ممکن است این تصویر در چند سال آینده بسیار تغییر کند.»

اگر آب و هوا اجازه دهد، EHT هر سال، Sagittarius A* را مشاهده می کند، آخرین بار در آوریل امسال. همچنین به بررسی سیاهچاله M87 ادامه می دهد و در تلاش است تا سیاهچاله های کلان جرم را در دیگر کهکشان ها شناسایی کند. هرچه بیشتر سیاهچاله‌ها مشاهده شوند، بیشتر متوجه می‌شویم که آیا سیاهچاله Sagittarius A* و M87 نمونه‌های معمولی هستند یا خیر.

مشاهدات در دو مقاله در شرح داده شده است مجلات Astrophysical Journal. یک کاغذ اندازه گیری های پلاریزاسیون را پوشش می دهد و دیگری مفاهیم آنها را شرح می دهد.

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://physicsworld.com/a/milky-ways-supermassive-black-hole-has-a-surprising-magnetic-personality/