جدید ترین عناوین خبری امروز
کیهان‌شناس

توجه: کلمه عبور به آدرس ایمیل شما ارسال خواهد شد.

ستاره‌شناسان چگونه اولین تصویر از سیاه‌چاله را شکار کردند؟

ستاره‌شناسان چگونه اولین تصویر از سیاه‌چاله را شکار کردند؟

یک تیم بین‌المللی از ستاره‌شناسان رادیویی، در تاریخ ۱۰ آوریل اولین تصویر از سیاه‌چاله را منتشر کردند. این سیاه‌چاله، بسیار عظیم است و در مرکز کهکشان Virgo A، که Messier 87 یا M87 نیز خوانده می‌شود، وجود دارد. این ابرسیاه‌چاله پهنایی به اندازه‌ی تمام منظومه شمسی دارد و آنچنان بزرگ است که حتی با وجود فاصله‌ی ۵۳ میلیون سال نوری از زمین، در آسمان به بزرگی Sagittarius A دیده می شود. هرچند که Sagittarius A سیاه‌چاله‌ی کوچک‌تری است؛ اما همچنان به عنوان سیاه‌چاله‌ای بسیار بزرگ در مرکز کهکشان راه شیری حضور دارد.
انتشار این تصویر اولین نتیجه از پروژه‌ی عظیمی است که در آوریل سال ۲۰۱۷ آغاز شد. این پژوهش تمام تلسکوپ‌های رادیویی مهم روی زمین را دربرمی‌گیرد و به‌طور کلی تلسکوپ افق رویداد نامیده می‌شود.

اما سوال اینجاست که اگر سیاه‌چاله‌ها انقدر بزرگ هستند و تلسکوپ‌ها هم از قبل آماده بوده‌اند، پس چرا تصویربرداری از آن‌ها تا امروز طول کشیده است؟ یا چرا دو سال زمان لازم بود تا تصویر را منتشر کنند؟

اولین تصویر از یک سیاه‌چاله
مشاهده

خب برای جواب دادن به سوال اول باید بدانیم که سیاه‌چاله‌هایی در این اندازه، بسیار کمیاب هستند. آن‌طور که به نظر می‌رسد هر کهکشان بزرگ فقط یک سیاه‌چاله دارد که آن هم در مرکز قرار دارد. سیاه‌چاله‌های مرکزی کاملا تاریک و پوشیده از ابرهای متراکم یا ستارگان می‌باشند. از طرفی حتی نزدیک‌ترین سیاه‌چاله به ما، که در مرکز کهکشان خودمان قرار دارد، ۲۶۰۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد.

این تصویر، اولین نوری نیست که از سیاه‌چاله به ما می‌رسد. درواقع این تصویر با استفاده از نوری که همه‌ی ما می‌شناسیم، گرفته نشده است! امواج الکترومغناطیسی که مورد تشخیص تلسکوپ‌های این پروژه هستند، امواج رادیویی با طول موج بلند هستند. با این حال اگر به سیاه‌چاله نزدیکتر بودیم می‌توانستیم هاله‌ای از نور مرئی اطراف آن را مشاهده کنیم.

آن‌طور که رصدخانه‌ی Armagh بیان می‌کند، در سال ۱۹۳۱، فیزیکدان کارل جانسکی متوجه نقطه‌ای درخشان، حاصل از فعالیت طول موج رادیویی، در قلب کهکشان راه شیری شد. امروزه بیشتر فیزیکدانان معتقدند که این نقطه، یک سیاه‌چاله‌ی بسیار عظیم است. از آن زمان به بعد، فیزیکدانان سیاه‌چاله‌های بسیاری را با توجه به فعالیت امواج رادیویی‌شان شناسایی کردند.

سیاه‌چاله چیست؟
مشاهده

در تحقیقات جدید، پروژه‌ی تلسکوپ افق رویداد، سایه‌ای که سیاه‌چاله روی ماده‌ی درخشان پیرامون قرص‌های برافزایشی ایجاد می‌کند را، به تصویر می‌کشد. (این ماده‌ی داغ خیلی زود به درون افق رویداد سیاه‌چاله کشیده می‌شود.)
این موضوع برای فیزیکدانان بسیار هیجان‌انگیز است؛ چرا که بیشتر تصورات مهم در مورد چگونگی سایه‌ی اطراف سیاه‌چاله و فرضیات مربوط به آن را تایید می‌کند.

متخصصان فیزیک نجومی برای به تصویر کشیدن این سایه مجبور به شناسایی موج‌های رادیویی با جزییات خیلی زیاد بودند. اما به دست آوردن این مقدار از جزئیات کار هیچ تلسکوپ واحدی نبود. همان‌طور که شفرد دولمن، متخصص فیزیک نجومی دانشگاه هاروارد و هدایت‌کننده‌ی تلسکوپ افق رویداد، در کنفرانس خبری مؤسسه‌ی علوم ملی بیان کرد: «فیزیکدانان روشی برای ارتباط شبکه‌ای بین تلسکوپ‌های روی زمین ایجاد کردند، به گونه‌ای که همه با هم نقش یک تلسکوپ عظیم را ایفا کنند.»

هر تلسکوپ رادیویی، مقدار زیادی از فوتون‌های رادیویی را شکار می‌کرد اما هیچ‌کدام به اندازه‌ی کافی جزئیات نداشتند تا سایه‌ی سیاه‌چاله را که با قرص‌های برافزایشی‌اش احاطه شده، تشخیص دهند. زاویه‌ی دید تصاویر در هر تلسکوپ با دیگری متفاوت بود؛ بنابراین دانشمندان تلاش کردند تا داده‌های مختلف هر تلسکوپ را با هم ترکیب کنند. برای این کار لازم بود تا با استفاده از اطلاعات ساعت‌های اتمی، فوتون‌هایی که همزمان به تلسکوپ‌های متفاوت رسیدند، با هم مقایسه شوند. به این ترتیب، آن‌ها توانستند سیگنال یک سیاه‌چاله را از بین پارازیت‌های موجود به دست آورند.

سیاه‌چاله چیست؟
مشاهده

تلسکوپ افق رویداد، داده‌های اصلی مورد استفاده برای تولید تصویر را تنها طی سه روز در آوریل ۲۰۱۷ جمع‌آوری کرد. حجم این داده‌ها در مجموع به بیش از ۵ پتابایت رسید، که به اندازه‌ی کل کتابخانه‌ی کنگره‌ی ایالات متحده امریکا است. دنیل مارون، فیزیکدان و یکی از دست‌اندرکاران این پروژه، در کنفرانس خبری گفته است: «این داده‌ها در مجموعه‌ی عظیمی از درایوها ذخیره شده بود که در کل چندین تن وزن دارند. او همچنین بیان کرد: «فرستادن این حجم از اطلاعات از طریق اینترنت کار غیرممکنی بود به همین خاطر فیزیکدانان تمامی اطلاعات را در یک مکان روی درایوهای مختلف ذخیره کردند.»

در ادامه‌ی پردازش داده‌ها، محققان در سال ۲۰۱۸ از رایانه‌ها برای اصلاح و تفسیر اطلاعات استفاده کردند تا اینکه این تصویر به دست آمد. پژوهشگران سال بعد را نیز به بررسی نتایج و نوشتن مقالات پرداختند. آب موجود در اتمسفر ،فوتون‌های سرگردان و حتی خطاهای کوچک در داده‌های تلسکوپ، برای به هم ریختن اطلاعات دست به دست هم داده بودند. بنابراین بیشتر کار پروژه، شامل محاسبات دقیق برای اندازه‌گیری انواع خطاها و پارازیت‌های موجود بود. بعد از انجام تلاش‌های بسیار، سرانجام از تصویر رازآلود سیاه‌چاله، که پشت تمام مشکلات پنهان شده بود، پرده برداشته شد.

پس با یک احترام کامل نسبت به این پروژه باید بدانیم که درواقع تصویربرداری از یک سیاه‌چاله کاری ندارد؛ اما پردازش آن عکس به زحمت و زمان زیادی احتیاج دارد.


مترجم: فاطمه پایمرد/ ویراستار: زهرا جعفریان/ تحریریه‌ی رسانه‌ی علمی کیهان‌شناس

منبع: livescience

دسته ها:
ورود به سایت دیدگاه ها 0
avatar
  Subscribe  
Notify of

رصد و اکتشافات فضایی

شایعه‌ی ساختگی بودن سفر به ماه
شایعه‌ی ساختگی بودن سفر به ماه
56
تلسکوپ TESS اولین جهان بیگانه هم‌اندازه با زمین را شناسایی کرد
30
عبور 6 سیارک از نزدیکی زمین در مدت 2 سال
عبور ۶ سیارک از نزدیکی زمین در سال ۲۰۲۷
34
ستاره‌شناسان اجسامی با ابعاد کیلومتری در کمربند کویپر کشف کردند
ستاره‌شناسان اجسامی با ابعاد کیلومتری در کمربند کویپر کشف کردند
39
حلقه‌های زحل ۱۰ تا ۱۰۰ میلیون ساله هستند، بسیار جوان‌تر از خود سیاره
34

ذرات بنیادی

فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند
فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند
51
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
63
هر زمانی که شما چیزی را می‌بینید، لمس می‌کنید و یا می‌بویید، در حال تجربه‌ی جهان کوانتومی هستید
هر زمانی که شما چیزی را می‌بینید، لمس می‌کنید و یا می‌بویید، در حال تجربه‌ی جهان کوانتومی هستید
69
قوی‌ترین انفجارها در جهان، حتی ناشاخته‌تر از چیزی است که تصور می‌کردیم
قوی‌ترین انفجارها در جهان، حتی ناشاخته‌تر از چیزی است که تصور می‌کردیم
67
دقیق‌ترین تصویر ثبت شده از مرکز تولید نوترینو درون خورشید
دقیق‌ترین تصویر ثبت شده از مرکز تولید نوترینو درون خورشید
213