کشف جدیدی در رابطه با منشأ پرتوهای ایکس انتشار یافته از سیاه چاله ها
به گزارش کارا پیام، پرتوهای ایکس که از سیاه چاله ها ساطع می شوند، مدت هاست که ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده اند اما به نظر می آید یک توضیح قانع کننده برای این مورد وجود دارد.
به گزارش کارا پیام به نقل از ایسنا، محققان «دانشگاه هلسینکی»(University of Helsinki) در توضیح دادن مساله ای موفق شده اند که از دهه ۱۹۷۰ دنبال شده است. این مساله، توضیح دادن تابش پرتو ایکس از محیط سیاه چاله است.
به نقل از نانوورک، تابش از اثر ترکیبی حرکات آشفته میدان های مغناطیسی و گاز متلاطم پلاسما سرچشمه می گیرد. محققان با استفاده از شبیه سازی های دقیق ابررایانه، تعامل را بین تشعشع، پلاسما و میدان های مغناطیسی اطراف سیاه چاله ها مدل سازی کردند. مشخص شد که حرکات آشفته یا تلاطم ناشی از میدان های مغناطیسی، پلاسمای محیط را گرم می کنند و به تابش آن منجر می شوند.
یک سیاه چاله زمانی ایجاد می شود که یک ستاره بزرگ به شکل غلظت متراکمی از جرم فرو می ریزد و گرانش آن اجازه نمی دهد که حتی نور از حوزه نفوذ آن فرار کند. بنابراین است که به جای مشاهده مستقیم، سیاه چاله ها را تنها میتوان از راه تأثیرات غیرمستقیم آنها بر محیط مشاهده کرد.
بیشتر سیاه چاله های مشاهده شده دارای یک ستاره همراه هستند که با آن یک منظومه ستاره ای دوتایی را می سازند. در منظومه دوتایی، این دو جرم به دور یکدیگر می چرخند و ماده ستاره همراه به آرامی به درون سیاه چاله می رود. این جریان آهسته گاز اغلب یک قرص برافزایشی را در اطراف سیاه چاله تشکیل می دهد که منبع روشن و قابل مشاهده پرتو ایکس است.
از دهه ۱۹۷۰، تلاش هایی برای مدلسازی تشعشعات ناشی از جریان برافزایش در اطراف سیاه چاله ها انجام شده است. در آن زمان تصور می شد که پرتوهای ایکس از راه تعامل گازهای محلی و میدان های مغناطیسی تولید می شوند. این فرایند مشابه نحوه گرم شدن محیط اطراف خورشید در اثر فعالیت مغناطیسی آن از راه شراره های خورشیدی است. «جوناس نتیلا»(Joonas Nättilä) دانشیار دانشگاه هلسینکی و متخصص مدلسازی این نوع پلاسمای شدید اظهار داشت: شراره های موجود در قرص های برافزایشی سیاه چاله ها مانند نمونه های شدید شراره های خورشیدی هستند.
شبیه سازی ها نشان داد که تلاطم اطراف سیاه چاله ها بسیار قوی است؛ به حدی که حتی اثرات کوانتومی برای پویایی پلاسما مهم می شوند. در ادغام مدل سازی شده پلاسما و فوتون های الکترون-پوزیترون، تابش پرتو ایکس موضعی می تواند به الکترون ها و پوزیترون ها تبدیل گردد که بعد از تعامل با یکدیگر باردیگر به شکل تابش درمی آیند.
این پژوهش نشان داد پلاسمای متلاطم به صورت طبیعی نوعی تابش پرتو ایکس را تولید می کند که از قرص های برافزایشی منتشر می شوند. همچنین، این شبیه سازی برای نخستین بار ثابت کرد که پلاسما در اطراف سیاه چاله ها بسته به میدان تابش بیرونی می تواند در دو حالت تعادل متمایز باشد. در یک حالت، پلاسما شفاف و سرد است و در حالت دیگر به شکل مات و داغ درمی آید.
این پژوهش در مجله «Nature Communications» به چاپ رسید.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب