دانشمندان سیاهچاله هایی را پیدا می کنند که به سرعت به طور غیر منتظره می چرخند: “شما اساساً رکورد سنگر آن را تماشا می کنید”
دانشمندان دریافتند که برخی از سیاهچاله های فوق العاده فوق العاده بیشتر از آنچه انتظار می رود می چرخند. این کشف در نتیجه شکل جدیدی از “باستان شناسی سیاه چاله” صورت گرفت ، که یک سیاه چاله را با گاز و گرد و غبار مورد مصرف آنها برای رشد بیش از 7 میلیارد سال تاریخ فضایی متصل می کند.
این یافته ها ، حسن نیت ارائه داده های Sloan Digital Sky Sky (SDSS) ، چندین چیز را نشان می دهد. از یک طرف ، جهان اولیه ممکن است بیشتر از این مشکوک تجویز شده باشد. و دوم ، رشد سیاهچاله های فوق العاده چرب شده از طریق سیاهچاله های به تدریج بزرگتر و بزرگتر (که هنگام برخورد و ادغام کهکشان ها به وجود می آیند) ، می توانند توسط اشیاء تکمیل شوند که می گویند روی گاز و گرد و غبار اطراف درمان می شوند.
لوگان فریس از دانشگاه کانکتیکات در بیانیه ای گفت: “ما سیاه چاله های غول پیکر موجود در مراکز کهکشان ها را امروز تا هفت میلیارد سال پیش مطالعه کرده ایم.” “ما به طور غیر منتظره متوجه شدیم که آنها خیلی سریع می چرخند تا فقط توسط ادغام کهکشان شکل بگیرند.
“آنها باید از سقوط مواد تا حد زیادی شکل گرفته اند و سیاه چاله را به آرامی رشد می دهند و چرخش آن را تسریع می کنند.”
اندازه گیری باز شدن بالکا آسان نیست
اگرچه آنها هیولا کیهانی هستند که تمام کهکشان های اطراف خود را شکل می دهند ، سیاهچاله های بیش از حد با توده های میلیون ها یا میلیارد ها بار خورشید (و همکاران پرستش تر آنها از توده ستاره) به طور کلی بسیار ساده هستند.
آنها را می توان به صورت جداگانه تنها با سه ویژگی تعریف کرد: جرم ، چرخش و اهمیت کمتری – بار الکتریکی. همانطور که فیزیکدان جان ویلر به شدت این عدم وجود ویژگی های متمایز را توضیح داد: “سیاهچاله ها مو ندارند.”
فریس توضیح داد: “سیاهچاله ها بسیار عجیب و غریب به نظر می رسند ، اما شما فقط می توانید آنها را با دو عدد: جرم و سرعت توصیف کنید.” “مشکل این است که اندازه گیری جرم دشوار است و چرخش حتی دشوارتر است.”
سرعت چرخش سیاه چاله از سرعتی که در آن ابر مسطح شده از گاز و گرد و غبار – دیسک اختیار – می چرخد ، دشوار است.
جاناتان ترامپ ، عضو تیم و محقق دانشگاه کانکتیکات گفت: “چالش جدا کردن چرخش سیاه چاله از چرخش دیسک لهجه در اطراف آن است.” “نکته اصلی این است که به منطقه داخلی که گاز در حوادث سیاه چاله سقوط می کند ، نگاه کنیم.
“یک سیاه چاله در حال چرخش ، این ماده داخلی را برای سوار شدن به هم می کشد ، که وقتی به جزئیات در اندازه گیری های خود نگاه می کنیم ، به تفاوت مشاهده شده منجر می شود.”
فضا
این تیم وظیفه چالش برانگیز تعیین چرخش سیاهچاله ها را با استفاده از پروژه نقشه برداری SDSS مدیریت کرد. این پروژه اندازه گیری های انبوه بسیار دقیقی را برای صدها سیاهچاله انجام می دهد ، در حالی که مشاهدات مفصلی از ساختارهای دیسک اعتباربخشی شکاف را انجام می دهد.
این داده ها به صورت طیف یا نور ساطع شده از طریق طیف الکترومغناطیسی در دسترس هستند. در این دست ، دانشمندان می توانند شروع به اندازه گیری سرعتی کنند که در آن سیاه چاله مرکزی می چرخد.
جابجایی ظریف طول موج نور چیزهای زیادی در مورد چرخش سیاه چاله نشان می دهد. هنگامی که این ماده به سیاه چاله می افتد ، این یک بی تحرک زاویه ای را نیز به همراه می آورد – این چرخش جزئیات آخرین رژیم یک سیاهچاله را نشان می دهد.
فریس گفت: “من این رویکرد را” باستان شناسی سیاه چاله “می نامم زیرا ما در تلاش هستیم تا درک کنیم که توده یک سیاهچاله با گذشت زمان چگونه رشد کرده است.” “وقتی به چرخش سیاه چاله نگاه می کنید ، اساساً به رکورد فسیلی آن نگاه می کنید.”
این “سابقه حفاری” می تواند رمزگشایی شود که دانشمندان سرعت مشاهده شده چرخش را با پیش بینی مقایسه کنند.
در حال حاضر ، مدل ارجح نشان می دهد که سیاهچاله های فوق العاده فات از ادغام رشد می کنند ، هنگامی که کهکشانهای خانگی آنها با هم برخورد و ادغام می شوند. از آنجا که این کهکشان های فردی سرعت چرخش و جهت گیری خودسرانه خود را دارند ، هنگام ادغام ، این چرخش ها می توانند لغو شوند. یا حداقل آنها می توانند با هم ترکیب شوند. هر دو نتیجه باید به همان اندازه محتمل باشید
با توجه به این ، دانشمندان انتظار دارند که سیاهچاله ها خیلی آهسته بچرخند. این چیزی نیست که این تیم پیدا کرده است.
این مطالعه نه تنها نشان داد که بسیاری از سیاهچاله ها سریعتر از حد انتظار می چرخند ، بلکه نشان می دهد که سیاهچاله ها در کهکشان های دور افتاده حتی بیشتر از آنچه در جهان محلی می چرخند می چرخند.
این نشان می دهد که سیاه چاله های چرخان می توانند به تدریج با گذشت زمان جمع شوند. یکی از راه هایی که می تواند اتفاق بیفتد از طریق تجمع اینرسی زاویه ای سیاه چاله از طریق تجمع تدریجی آن از گرد و غبار و گاز است.
محققان می توانند این ایده را بیشتر آزمایش کرده و این نتایج را با استفاده از جیمز WebSt (JWST) بررسی کنند ، که در سه سال کار خود ، سیاهچاله های فوق العاده ای را از دوره های گسترده تر و بیشتر جهان پیدا می کند.
Juna Kollmeier ، مدیر SDSS-V ، مرحله فعلی SDSS گفت: “سیاهچاله ها واقعاً در مرز درک انسان نشسته اند.” “ما مطالعات گسترده ای مانند SDS را انجام می دهیم تا یک تصویر اخترفیزیکی تجربی از خصوصیات اساسی آنها بسازیم ، که بر اساس آنها می توان مدلهای نظری ما را آزمایش کرد.”
فریس یافته های این تیم را در 14 ژانویه در 245 جلسه انجمن نجوم آمریکا (AAS) در بندر ملی مریلند ارائه داد.
