سیاهچاله عظیم در قلب کهکشان راه شیری در حال نزدیک شدن به محدودیت سرعت کیهانی است و فضا-زمان را به درون خود می کشد.
به گزارش همشهری آنلاین و به نقل از لایوساینس، سیاهچاله پرجرم مرکز کهکشان راه شیری، با حداکثر سرعت در حال چرخش است و هر چیزی که در نزدیکیش باشد، می بلعد. فیزیکدانان با استفاده از رصدخانه پرتو ایکس چاندرای ناسا برای مشاهده پرتوهای ایکس و امواج رادیویی ناشی از خروج مواد، سرعت چرخش سیاهچاله کلان جرم مرکز راه شیری به نام کمان ا ی یا Sagittarius A را محاسبه کردند.
سرعت چرخش یک سیاهچاله به عنوان «a» تعریف و مقداری از ۰ تا ۱ به آن داده می شود. ۱ حداکثر سرعت چرخشی یک سیاهچاله است که کسر قابل توجهی از سرعت نور است. روث دیلی، فیزیکدان در ایالت پن، و همکارانش دریافتند که سرعت چرخش کمان ا ی بین ۰.۸۴ تا ۰.۹۶ و نزدیک به حد بالایی است که توسط عرض یک سیاهچاله تعریف می شود. این تیم در مطالعه ای که در ۲۱ اکتبر در مجله «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society» منتشر شد، سرعت حرکت این سیاهچاله را توصیف کرد.
خاویر کالمت، فیزیکدان نظری در دانشگاه ساسکس می گوید: «کشف اینکه این سیاهچاله با حداکثر سرعت خود می چرخد، پیامدهای گسترده ای برای درک ما از تشکیل سیاه چاله و فرآیندهای اخترفیزیکی مرتبط با این اجرام کیهانی جذاب دارد.»
چرخش یک سیاهچاله با چرخش سایر اجرام کیهانی متفاوت است. در حالی که سیارات، ستارگان و سیارک ها اجرام جامد با سطوح فیزیکی هستند، سیاهچاله ها در واقع مناطقی از فضا-زمان هستند که توسط یک سطح غیرفیزیکی بیرونی به نام افق رویداد محدود شده اند، که هیچ نوری نمی تواند از آن خارج شود.
کالمت گفت: «در حالی که چرخش یک سیاره یا ستاره توسط توزیع جرم آن کنترل می شود، چرخش یک سیاهچاله با تکانه زاویه ای آن توصیف می شود. به دلیل نیروهای گرانشی شدید در نزدیکی سیاهچاله، چرخش باعث می شود فضا-زمان به شدت منحنی و پیچ خورده شود و چیزی به نام ارگوسفر را تشکیل دهد. این اثر منحصر به سیاهچاله ها است و با چرخش اجرام جامد مانند سیارات یا ستاره ها رخ نمی دهد.
این بدان معناست که وقتی سیاهچاله ها می چرخند، به معنای واقعی کلمه بافت فضا-زمان را می پیچانند و هر چیزی را در ارگوسفر می کشند. این پدیده که «کشش قاب» یا «اثر لنز-تیرینگ» نامیده می شود، به این معنی است که برای درک نحوه رفتار فضای اطراف سیاه چاله، محققان باید سرعت چرخش آن را بدانند. این کشیدن فریم همچنین باعث ایجاد جلوه های بصری عجیب و غریب در اطراف سیاهچاله ها می شود.
کالمت می گوید: «وقتی نور به سمت یک سیاهچاله در حال چرخش حرکت می کند، چرخش فضا-زمان باعث می شود مسیر نور منحنی یا پیچ خورده شود. این پدیده به نام عدسی گرانشی شناخته می شود که در آن مسیر نور به دلیل تاثیر گرانشی سیاهچاله در حال چرخش خم می شود. اثر کشش فریم می تواند منجر به تشکیل حلقه های نور و حتی ایجاد سایه سیاهچاله شود. این ها مظاهر تاثیر گرانشی سیاهچاله ها بر نور هستند.»
حداکثر سرعت نظری یک سیاهچاله با نحوه تغذیه آن از ماده و در نتیجه نحوه رشد آن تعیین می شود.
کالمت ادامه می دهد: «وقتی که ماده به دام سیاهچاله می افتد، چرخش سیاهچاله را افزایش می دهد، اما محدودیتی برای میزان حرکت زاویه ای آن وجود دارد. یکی دیگر از عوامل موثر بر سرعت، جرم سیاهچاله است. سیاهچاله های پرجرم تر کشش گرانشی بالاتری دارند که افزایش سرعت چرخش آن ها را دشوارتر می کند.علاوه بر این، برهم کنش بین سیاهچاله و محیط اطراف آن، مانند دیسک های برافزایش، می تواند بر چرخش سیاهچاله تاثیر بگذارد.»
این می تواند توضیح دهد که چرا سیاهچاله کمان ا ی یا Sagittarius A، با جرمی معادل حدود ۴.۵ میلیون خورشید، دارای سرعت چرخش بین ۰.۸۴ تا ۰.۹۶ است، اما سیاهچاله بسیار پرجرم در قلب کهکشان M۸۷، که اولین سیاهچاله ای است که تاکنون از آن عکس گرفته ش، با وجود داشتن جرم ۶.۵ میلیارد خورشید، با سرعت بین ۰.۸۹ و ۰.۹۱ می چرخد.
بیشتر بخوانید:
یک اتفاق عجیب در پی شبیه سازی سیاهچاله فضایی در آزمایشگاه | سیاهچاله چطور همه چیز را می بلعد؟