حلقه تیز نوری که در اطراف سیاهچاله ی عظیم دیده می شود

حلقه تیز نور ایجاد شده توسط فوتون‌هایی که در پشت یک سیاه‌چاله بسیار پرجرم می‌چرخند، توسط محققانی که روی تلسکوپ افق رویداد (EHT) کار می‌کنند، مشاهده شده‌اند. این مشاهدات پیش‌بینی نظریه نسبیت عام انیشتین را تأیید می‌کند و نور بیشتری بر جرم سیاه‌چاله و جت پرقدرت ماده‌ای که از این جرم پرجرم ساطع می‌شود، می‌تابد.

EHT یک آرایه جهانی از تلسکوپ‌های رادیویی است که وقتی با هم ترکیب می‌شوند، دیافراگم آن‌قدر وسیع است که می‌تواند محیط اطراف سیاه‌چاله‌های کلان پرجرم را تشخیص دهد. در سال 2019، دانشمندان EHT آن را تولید کردند اولین تصویر از دیسک درخشان گاز و "سایه" احاطه کننده سیاهچاله بسیار پرجرم M87*. این جرم در قلب کهکشان مسیه 87 قرار دارد و تصور می شود که جرم آن حدود 7 میلیارد بار بیشتر از خورشید باشد. سپس EHT به سمت سیاهچاله بسیار پرجرم در مرکز کهکشان راه شیری و یک نشانه گرفته شد تصویر دیسک و سایه آن شی اوایل امسال منتشر شد.

اکنون محققان EHT به رهبری اوری برودریک مؤسسه محیطی کانادا برای فیزیک نظری و دانشگاه واترلو، مشاهدات خود از M87* را در جستجوی حلقه‌ای از نور تیز ایجاد شده توسط فوتون‌هایی که قبل از سفر به زمین به دور پشت سیاه‌چاله می‌چرخند، بازبینی کرده‌اند. این حلقه توسط شبیه‌سازی‌های مغناطیسی هیدرودینامیکی نسبیتی عام از ناحیه اطراف M87* پیش‌بینی می‌شود، اما به دلیل دیسک درخشان نور پراکنده ایجاد شده توسط فوتون‌هایی که مستقیماً به زمین سفر می‌کنند، دیده نمی‌شود.

دیدن کرم شب تاب

برودریک می گوید: "ما نورافکن را خاموش کردیم تا کرم شب تاب را ببینیم." تیم این کار را با استفاده از یک الگوریتم تصویربرداری جدید که به آن اضافه کردند، انجام دادند مضمون - یک چارچوب تحلیلی که به محققان کمک می کند مشاهدات EHT را درک کنند.

عضو تیم هونگ یی پو از دانشگاه ملی عادی تایوان می‌گوید که الگوریتم جدید به همکاری اجازه می‌دهد تا عناصر یک تصویر EHT را جدا کند تا «محیط اطراف سیاه‌چاله به وضوح آشکار شود».

این تیم علاوه بر مشاهده حلقه فوتون، شواهدی مبنی بر پرتاب شدن یک جت دوار قدرتمند از مواد از ناحیه سیاهچاله پیدا کرد. مشاهدات اخیر این پیش‌بینی نظری را تأیید می‌کند که چرخش سیاه‌چاله خروجی قوی از مواد ایجاد می‌کند. این آخرین تجزیه و تحلیل همراه با مشاهدات قبلی همچنین به تیم اجازه داده است تا بهترین ارزش را برای جرم M87* ارائه دهد و آن را در جرم خورشیدی 7.13 ± 0.39 بیاورد.

تئوری پیش‌بینی می‌کند که حلقه‌های بیشتری باید در اطراف M87* وجود داشته باشند که هر کدام مربوط به فوتون‌هایی است که مدارهای مختلفی را در اطراف سیاه‌چاله انجام می‌دهند. این تیم معتقد است که باید بتواند تجزیه و تحلیل خود را برای دیدن حداقل یکی دیگر از این حلقه ها اصلاح کند.

تحقیق در شرح داده شده است مجله Astrophysical.