حلقه های بزرگ پژواکِ نور در اطراف یک سیاهچاله - تور سریلانکا

خبرنگاران| مجموعه تماشایی از حلقه هایی به دور یک سیاه چاله با استفاده از داده های دو رصدخانه پرتو ایکس چاندرا و Neil Gehrels Swift به ثبت رسیده است. با استفاده از همان فرایند تصویربرداری پرتو ایکس در مراکز پزشکی و فرودگاهها، تصاویر پرتو ایکس از این حلقه های بزرگ، اطلاعات تازه ای درباره گرد و غبار واقع در کهکشانمان آشکار نموده است.

این سیاه چاله بخشی از یک سیستم دوتایی با نام دجاجه V404 است که در فاصله 7800 سال نوری از زمین واقع شده است. این سیاه چاله به طور فعال مواد را از همدم ستاره ایش که جرمی نصف جرم خورشید دارد، به سمت دیسکی به دور یک جرم نامرئی می کشاند. این مواد در طول موج پرتو ایکس میدرخشند، به همین خاطر منجمان از این سیستم ها با اسم دوتایی های پرتو ایکس باد می نمایند.

به گزارش خبرنگاران؛ رصدخانه Swift در تاریخ 15 خرداد 1394 انفجاری از پرتو ایکس را از دجاجه V404 کشف کرد. این انفجار حلقه هایی با انرژی زیاد از پدیده ای موسوم به اکوی نور (Light Echo) ایجاد کرد. اکوی نور، یک پدیده فیزیکی است که ناشی از بازتاب نور از سطح جسم یا جسم های دور از منبع، و رسیدن به ناظر با تأخیری متناسب با این فاصله است.

این نمایش همچون پدیده پژواک در اکوی صدا است، اما با توجه به سرعت بسیار بالاتر نور، این پدیده خود را تنها در فاصله های نجومی آشکار می سازد. زمانی که انفجار پرتو ایکس از سیستم سیاه چاله به ابر های گرد و غبار بین دجاجه V404 و زمین برخورد کرد، اکوی نوری به دور دجاجه V404 تشکیل شد.

غبار کیهانی مانند غبار خانگی نیست و بیشتر شبیه دود و شامل ذرات ریز و جامد است. در تصویر مرکب (سرامیکی) نو، تصاویر پرتو ایکس رصدخانه چاند را با داده های مرئی تلسکوپ پن-استارز واقع در هاوایی ترکیب شده است که ستاره ها را در پس زمینه نشان میدهد. این تصویر شامل هشت حلقه مستقل و متحدالمرکز است. هر حلقه حاصل از بازتاب شراره های پرتو ایکس دجاجه V404 از ابر های مختلف گرد و غبار است.

تیم تحقیقاتی 50 مورد از مشاهدات رصدخانه Swift را که بین تاریخ 9 تیر تا 3 شهریور 1394 اجرا شده، آنالیز نموده است. رصدخانه چاندرا این سیستم را در تاریخ 20 تیر و 3 مرداد رصد نموده است. این یک رویداد درخشان بود به همین خاطر اپراتور های رصدخانه چاندرا، دجاجه V404 را عمدا بین آشکارساز ها نشانه رفتند تا یک انفجار درخشان دیگر به ابزار ها آسیب نرساند.

این حلقه ها اطلاعاتی درباره رفتار سیاهچاله و بعلاوه درباره منظره بین دجاجه V404 و زمین در اختیار ستاره شناسان قرار می دهند. به اسم مثال قطر حلقه ها در پرتو ایکس، فاصله تا ابر های گرد و غباری که نور از آن ها خارج شده است را فاش می نماید. اگر ابر ها به زمین نزدیک تر باشند، حلقه ها بزرگتر به نظر می رسند و برعکس.

اکوی نور به جای حلقه های وسیع و با هاله، به شکل حلقه های باریک به نظر می رسد، زیرا انفجار پرتو ایکس مدت زمان نسبتا کوتاهی طول کشیده است. بعلاوه محققان از این حلقه ها برای آنالیز خواص خود ابر های گرد و غبار استفاده می نمایند. نویسندگان طیف پرتو ایکس-یعنی دامنه وسیعی از طول موج ها در محدوده پرتو ایکس را با مدل های رایانه ای با ترکیبات مختلف، مقایسه کردند.

ترکیبات مختلف گرد و غبار، منجر به جذب مقادیر متفاوت از پرتو ایکس با سطح انرژی کم و جلوگیری از تشخیص آن از طریق رصدخانه چاندرا می گردد. این امر مشابه روشی است که قسمت های مختلف بدن ما و یا چمدانمان مقادیر متفاوتی از پرتو ایکس را جذب نموده و اطلاعاتی درباره ساختار و ترکیب آن ها به دست می دهد. تیم تحقیقاتی تشخیص دادند که گرد و غبار احتمالا بیشتر شامل ترکیبی از ذرات گرافیت و سیلیکات است.

علاوه بر این با آنالیز حلقه های داخلی از طریق چاندرا، آن ها دریافتند که تغییرات چگالی ابر های گرد و غبار در همه جهات یکسان نیست. مطالعات پیشین فرض می کردند که اینگونه نیست. این نتایج با یافته های پرتو ایکس مربوط به سیستم دوتایی دیگری با نام 1-Circinus X که به جای یک سیاه چاله یک ستاره نوترونی دارد، در ارتباط است. هر دو این مطالعات به سرپرستی سباستین هنز اجرا شده است.

منبع: nasa.gov