اشعه ایکس چگونه اسرار جت‌های سیاه‌چاله را فاش می کند؟

همشهری آنلاین - یکتا فراهانی: تحقیق بر یک جت پرانرژی از ذرات ساطع شده توسط سیاه‌چاله عظیم در مرکز کهکشان قنطورس A تمرکز دارد. از زمان پرتاب چاندرا در سال ۱۹۹۹، اخترشناسان به‌ویژه شیفته سیگنال‌های پرتو ایکس غیرمنتظره‌ای شده‌اند از چنین جت‌هایی منتشر می‌شوند.

یک راز علمی!

تحقیقات ابتدا این‌گونه به نظر می‌رسید که مشاهدات پرتو ایکس ویژگی‌هایی شبیه به آنچه در طول‌موج‌های رادیویی مشاهده می‌شود، به تصویر می‌کشد؛ نتیجه‌ای که نتوانست تفاوت‌های عمیق‌تری را آشکار کند.
جت‌ها ساختارهای عظیمی هستند که بعضی بزرگ‌تر از کهکشان‌های میزبان آنها هستند و می‌توان گفت همچنان یک راز علمی هستند. هنگامی که جت‌ها در طول‌موج‌های مختلف مشابه به نظر می‌رسند، توانایی دانشمندان برای کشف پیچیدگی‌های پنهان این پدیده‌های اخترفیزیکی را محدود می‌کند.

بیشتر بخوانید:

شناسایی شکموترین سیاه‌چاله در کیهان اولیه
پس از گذشت یک قرن، پرتوهای کیهانی کم انرژی

بینش جدید از داده‌های رصدخانه چاندرا

دیوید بوگنسبرگر، نویسنده ارشد این مقاله، محقق فوق دکترا در U-M می‌گوید: کلید درک آنچه در جت می‌گذرد می‌تواند درک این باشد که چگونه باندهای طول‌موج مختلف بخش‌های مختلف محیط را ردیابی می‌کنند؛ چیزی که ما اکنون امکان آن را داریم.

به گزارش سایت scitechdaily مطالعه جدید آخرین ورودی از مجموعه تحقیقاتی کوچک؛ اما روبه‌رشدی است که در حال حفاری عمیق‌تر در داده‌ها هستند تا تفاوت‌های ظریف و معنی‌دار بین مشاهدات رادیویی و اشعه ایکس را شناسایی کنند.

تجزیه‌وتحلیل حرکات گره در فضا

این تیم در مطالعه خود به مشاهدات چاندرا از قنطورس A از سال ۲۰۰۰ تا ۲۰۲۲ نگاه کرد. یا به طور دقیق‌تر، Bogensberger یک الگوریتم کامپیوتری برای انجام این کار توسعه داد.
این الگوریتم ویژگی‌های درخشان و توده‌ای را در جت ردیابی می‌کرد که گره نامیده می‌شود. با دنبال‌کردن گره‌هایی که در طول دوره مشاهده حرکت می‌کردند، تیم می‌توانست سرعت خود را اندازه‌گیری کند.

سرعت یک گره به‌ویژه قابل‌توجه بود. در واقع به نظر می‌رسید که سرعت آن بیشتر از سرعت نور است، زیرا نسبت به نقطه دید چاندرا در نزدیکی زمین حرکت می‌کند.

فاصله بین گره و چاندرا

فاصله بین گره و چاندرا تقریباً به همان سرعتی که نور می‌تواند طی کند کاهش می‌یابد. تیم تشخیص داد که سرعت واقعی گره حداقل ۹۴ درصد سرعت نور است. قبلاً سرعت گره ای در یک مکان مشابه با استفاده از مشاهدات رادیویی اندازه گیری شده بود. این نتیجه گره را با سرعت قابل توجهی کندتر، حدود ۸۰ درصد سرعت نور، نشان داد.

مفاهیم برای تحقیقات آینده

بوگنسبرگر می‌گوید این بدان معناست که گره‌های جت رادیویی و اشعه ایکس به طور متفاوتی حرکت می‌کنند و این تنها چیزی نبود که از داده‌ها مشخص می‌شد. برای مثال، مشاهدات رادیویی گره‌ها نشان می‌دهد که ساختارهای نزدیک به سیاه‌چاله سریع‌ترین حرکت را دارند.

نحوه عملکرد جت‌ها در باند اشعه ایکس

باوجود این، در مطالعه جدید، بوگنسبرگر و همکارانش سریع‌ترین گره را در نوعی ناحیه میانی یافتند؛ نه دورترین از سیاه‌چاله، اما نه نزدیک‌ترین گره به آن.
چیزهای زیادی وجود دارد که ما هنوز واقعاً در مورد نحوه عملکرد جت‌ها در باند اشعه ایکس نمی‌دانیم. بوگنسبرگر گفت که این نیاز به تحقیقات بیشتر را برجسته می‌کند.

ادامه اکتشاف جت‌های کیهانی

بوگنسبرگر از رویکرد تیم برای بررسی دیگر جت‌ها استفاده خواهد کرد. جت موجود در قنطورس A خاص است؛ زیرا نزدیک‌ترین جت است که ما می‌شناسیم بافاصله ۱۲ میلیون سال نوری از ما.
این نزدیکی نسبی آن را به اولین گزینه خوبی برای آزمایش و اعتبارسنجی روش‌شناسی تیم تبدیل کرد. ویژگی‌هایی مانند گره‌ها در جت‌هایی که دورتر هستند، چالش‌برانگیزتر می‌شوند.

به گفته بوگنسبرگر، کهکشان‌های دیگری نیز وجود دارند که می‌توان این تحلیل را در آنها انجام داد.