مطالعهای پیشگامانه: بادهای قدرتمند با سرعتی نزدیک به سرعت نور از یک سیاهچاله دوردست فوران میکنند
اورشلیم، ۲۷ مه ۲۰۲۵ (TPS-IL) – مطالعهای پیشگامانه توسط دانشمندان اسرائیلی و ژاپنی، بادهای قدرتمندی را کشف کرده است که از یک سیاهچاله دوردست با سرعت شگفتانگیز تا ۳۰ درصد سرعت نور فوران میکنند.
این یافتهها که اخیراً در مجله علمی معتبر نیچر منتشر شده است، درک عمیقتری از چگونگی تعامل سیاهچالهها با کهکشانهای خود و شکلدهی به تکامل کیهان ارائه میدهد.
دانشمندان مؤسسه فناوری تکنیون اسرائیل و دانشگاه توکیو بر روی سیاهچاله ابرجرم PDS 456 تمرکز کردند و از دادههای تلسکوپ فضایی XRISM استفاده کردند. این تلسکوپ رصدخانه پیشرفته پرتو ایکس است که توسط آژانس فضایی ژاپن JAXA با همکاری ناسا و سازمان فضایی اروپا (ESA) توسعه یافته است. XRISM که در سال ۲۰۲۳ برای کاوش پدیدههای پرانرژی در جهان راهاندازی شد، در تشخیص و نقشهبرداری از جریانهای قدرتمند گاز در اطراف سیاهچالهها نقش حیاتی داشت.
پروفسور احود باخار از دانشکده فیزیک تکنیون که این مطالعه را به همراه پروفسور کویچی هاگینو از دانشگاه توکیو رهبری کرد، گفت: «این بادها فوقالعاده پرانرژی هستند – ۱۰۰۰ برابر قدرتمندتر از هر باد کهکشانی که تاکنون دیدهایم. این نوع جریان میتواند تأثیر عمدهای بر توسعه کهکشانی که میزبان سیاهچاله است، داشته باشد.»
سیاهچالههای ابرجرم در مرکز اکثر کهکشانها قرار دارند و به نظر میرسد که با آنها همتکامل مییابند. یکی از مکانیسمهایی که میتواند رشد سیاهچالهها و کهکشانها را به هم پیوند دهد، انتشار بادهای پرسرعت از اطراف سیاهچاله است. با این حال، تا به امروز، ساختار و دینامیک این بادها به دلیل محدودیتهای فناوری مشاهده، به طور کامل درک نشده بود.
هاگینو گفت: «XRISM به ما امکان میدهد جزئیاتی را ببینیم که قبلاً فقط میتوانستیم حدس بزنیم. ما دریافتیم که باد به صورت روان جریان ندارد – بلکه به صورت تودههایی شکسته شده است، مانند پرتابههایی که در چندین جهت به طور همزمان شلیک میشوند.»
هیچ چیز نمیتواند از درون افق رویداد یک سیاهچاله فرار کند، حتی نور. اما بادهای قدرتمندی که در این مطالعه مشاهده شد، از درون سیاهچاله نمیآیند – بلکه از ناحیه درست بیرون افق رویداد، در چیزی که دیسک برافزایشی نامیده میشود، سرچشمه میگیرند. هنگامی که گاز و غبار به درون یک سیاهچاله میپیچند، دیسکی فوقالعاده داغ را در اطراف آن تشکیل میدهند. این دیسک برافزایشی میتواند به میلیونها درجه برسد و تابش شدید و میدانهای مغناطیسی تولید کند. شرایط شدید میتواند ذرات را شتاب دهد و جریانها یا بادهایی را از دیسک دور کند، پیش از آنکه ماده بتواند از افق رویداد عبور کرده و برای همیشه در دام بیفتد.
XRISM به عنوان یک حلقه حیاتی در جدول زمانی مشاهدات پرتو ایکس فضایی عمل میکند و شکاف را تا زمان راهاندازی مأموریت ATHENA سازمان فضایی اروپا که انتظار میرود زودتر از سال ۲۰۳۵ نباشد، پر میکند. باخار گفت: «این تلسکوپ تداوم توانایی ما را در مطالعه جهان خشن و پرانرژی تضمین میکند. بدون XRISM، با خشکسالی داده مواجه میشدیم که میتوانست اخترفیزیک را بیش از یک دهه به عقب بیندازد.»
باخار به طور قابل توجهی تنها دانشمند در تیم مأموریت XRISM است که با ژاپن، ایالات متحده یا اروپا وابسته نیست. او شخصاً توسط رئیس JAXA منصوب شده است که نقش کلیدی او را در این همکاری بینالمللی برجسته میکند.
در حالی که این مطالعه عمدتاً تحقیقات بنیادی در زمینه اخترفیزیک است، چندین کاربرد غیرمستقیم دارد. بینشهای به دست آمده از مدلسازی بادهای پرانرژی در نزدیکی سیاهچالهها به تکنیکهای محاسباتی مفید در تحقیقات انرژی همجوشی، فیزیک پرانرژی و حتی مدلسازی آب و هوا کمک میکند.
و نوآوریهای XRISM، مانند آشکارسازهای فوق حساس و سیستمهای کنترل حرارتی، کاربردهای بالقوهای در زمینههایی مانند تصویربرداری پزشکی، علم مواد و نظارت هستهای دارند.
