مطالب علمی

کمک کاوشگر چاندرا ناسا در اعلام بوجودآمدن یک سیاه چاله

کمک کاوشگر چاندرا ناسا در اعلام بوجودآمدن یک سیاه چاله
جزئیات تازه ای از تولد یک سیاه چاله که میلیون ها سال پیش متولد شد پرده برداری شد. با تشکر از تیم دانشمندان که از اطلاعات تصویر بردار اشعه x کاوشگر چاندرا ناسا و از سیستم های رادیویی و دیداری و تلسکوپ های اشعه x استفاده کردند.
 بیش از یک دهه گذشته، استیون هاوکینگ نظریه ای داد که گویای وجود سیاه چاله ای به نام سیگنوس x-1 بود تقریبا این نظریه را نتوانست اثبات کند. امروزه ستاره شناسان مطمئن اند که در منظومه سیگنوس x-1 یک سیاه چاله وجود دارد. با مطالعات اخیر جرم، چرخش آن و فاصله اش را تا زمین مشخص کرده است. با وجود این اطلاعات کلیدی، تاریخچه سیاه چاله ها باز نویسی شد.
به گفته مارک رید، مرکز ستاره شناسی هاروارد- اسمیتسونیان در کمبریج: اطلاعات تازه، سرنخ های محکمی در مورد چگونگی تولد سیاه چاله ها به ما می دهد. اطلاعاتی نظیر اینکه به چه سرعتی می چرخد و چقدر وزن دارد. این موضوع خیلی هیجان انگیز است چرا که اطلاعات زیادی راجع به تولد سیاه چاله ها نداشتیم.
رید اداره گر یکی از این 3 مقاله بود که همه در 10 نوامبر در ژورنال ستاره شناسی چاپ و به توصیف نتایج تحقیقات سیگنوس x-1 پرداخت. دیگر مقالات توسط ژروم اروسز از دانشگاه ایالت  سن دیگو و لین گو از مرکز ستاره شناسی هاروارد – اسمینتسون در کمبریج رهبری شد.
 سیگنوس x-1 به اصطلاح یک جرم ستاره ای سیاه چاله ایست که این یک نوع از سیاه چاله هاست که از رمبش ستاره های پر جرم به وجود می اید.
 اطلاعات بدست آمده از اشعهx چاندرا، اشعه x کاوشگر تایمینگ راسی و ماهواره پیشرفته مورد استفاده برای کیهان و ستاره شناسی یک تیم دانشمند موفق به اندازه گیری سرعت چرخش سیگنوس x-1 با دقتی بی سابقه شد که نشان دهنده این است که سیاه چاله تا حدی حداکثر  نزدیکی را باسرعت چرخش خود دارد. افق رویداد آن – نقطه ای که بازگشتی از سقوط ماده در سیاه چاله  وجود ندارد - 800 بار در ثانیه به دور خود می چرخد.
یک مطالعه مستقل که تاریخچه  تکامل ستاره های همراه را با مدل های نظری مقایسه کرده است به این امرتاکید کرده است.که برخی از سیاه چاله ها حدود 6 میلیون سال پیش متولد شده اند. در این زمان به نسبت کوتاه (در اصطلاحات ستاره شناسی) سیاه چاله آنقدر گاز را نمی توانست به درون بکشد تا سرعتی  را به شدت بالا ببرد. استنباط ما این است که این سیاه چاله از اول با سرعت چرخش زیاد متولد شده است.
 با استفاده از مشاهدات انجام شده توسط ابزار بصری در مورد ستاره های همراه و حرکتش در کنار همراه نا مرئی اش، تیم توانست دقیق ترین اندازه گیری ها را از جرم سیگنوس x-1 داشته باشند که نتیجه آن حجم 8/14 برابری جرم خورشید بود. احتمال دارد که این جرم از زمان به وجود آمدن همین قدر بزرگ بوده باشد، چرا که زمانی برای رشد محسوس نداشته است.
 اروسز گفت: ما می دانیم که سیگنوس x-1 یکی از پر حجم ترین سیاه چاله های ستاره ای در راه کهکشان است و چرخشش به اندازه تمام سیاه چاله هاییست که تا به حال دیده ایم.
بر اساس برهان به اصطلاح "بی مو!" دانستن جرم، چرخش و شارژ سیاه چاله ها توصیف کاملی از آنها به ما می دهد. این نظریه این فرض را دارند که همه پارامتر ها تا ابد در افق رویداد از بین خواهند رفت. توقع می رود که شارژ یک سیاه چاله عظیم تقریبا صفر باشد پس در نتیجه ما فقط نیاز به جرم و سرعت چرخش نیاز داریم.
گو گفت: این خیلی جالب است که ما یک توصیف کامل از این شئ سیارک مانند داریم که فاصله اش تا زمین سالهای نوری زیادی است. که به این معنی است که ستاره شناسان فهم بهتری از این سیاه چاله ها نسبت به سیاه چاله های دیگر کهکشانها دارند.
همچنین تیم اعلام کرد که دقیق ترین فاصله  سیگنوس x-1 را با استفاده از آنتن های بلند پایه ای  رصدخانه ملی داشته اند. فاصله جدید در حدود 6070 سال نوری از زمین است. این فاصله  دقیق مایه اصلی اندازه گیری دقیق جرم و سرعت چرخش سیاه چاله بود.
مشاهدات رادیویی نیز حرکت سیگنوس x-1 را در فضا اندازه گیری کرد و این با سرعت اندازه گیری شده ترکیب و یک موقعیت سه بعدی از مکان سیاه چاله و سرعت وشتابشان بدست می دهد.
این کار نشان داد که سیگنوس x-1 به نسبت راه شیری خیلی آرام حرکت می کند که به این معنی است که ضربه بزرگی در هنگام تولد به آن وارد نشده است. این حامی این حدس است که سیگنوس x-1 احتمالا در یک سوپرنووا متولد نشده ولی نتیجه مرگ بدون انفجار یک ستاره پر جرم بوده است. پدر سیگنوس x-1 احتمالا یک ستاره پر جرم تر بوده است که قبل از از دست دادن باد طوفان ستاره ای شدیدش 100 بار پر جرم تر از خورشید بوده است.
 در سال 1974 درست بعد از وقتی که سیگنوس x-1 کاندید خوبی برای سیاه چاله بودن شد، استیون هاوکینگ شرطی با همکار ستاره شناسش، کیپ ثورن، پروفسور فیزیک نظری در موئسسه تکنولوژی کالیفرنیاست بست که سیگنوس x-1 در خود سیاه چاله ندارد. این به عنوان سیاست بیمه ای هاوکینگ بود. کسی که کار های بسیاری بر روی سیاه چاله ها و نظریه نسبیت انجام داده بود.
در سال 1990 هرچند که کارهای زیاد بر روی سیگنوس x-1 شواهد محکمتری برای سیاه چاله بودن ارائه داد، هاوکینگ به کمک خانواده، پرستاران و دوستان وارد حریم دفتر ثورن شد و شرط قاب گرفته شده را پیدا و اعلام شکست کرد.
ثورن گفت: برای 40 سال، سیگنوس X-1 به عنوان یک مدل تمثیلی از سیاه چاله بود، هر چند ، بر خلاف اعلام شکست هاوکینگ، هنوز کاملا قانع نشده ام که واقعا در آنجا سیاه چاله ای وجود دارد. اطلاعات و طراحی مدل توصیف شده در این 3 مقاله بالاخره توصیف قاطعی از این سیستم دوتایی ارائه کرده است.
مرکز پروازهای فضایی مارشال ناسا در هانتسویل، برنامه چاندرا را برای اداره ماموریت های علمی  ناسا در واشینگتون اداره می کند. رصدخانه فیزیک نجومی اسمیتسونیان اداره عملیات های علمی و پروازهای چاندرا را برای کمبریج بر عهده دارد.