عکس های زیبا

حفره سیاه
نویسنده : مهدی - ساعت ٩:٢۱ ‎ب.ظ روز جمعه ٢٤ خرداد ۱۳۸٧
 

 

حفره سیاه

نوشته: امین محمود نژاد

بررسی وقایع روی داده در اطراف یک سیاه چاله از کارهای جالب برای اغلب اختر شناسان حرفه ای در مراکز بزرگ تحقیقاتی در جهان بوده است. چرا که این اجرام ، با اجرام دیگری که ما می شناسیم بسیار متفاوت بوده و این تفاوت موجب ایجاد حس کنجکاوی بسیاری در میان دانشمندان شده است.

ذراتی که از اطراف این اجرام به بیرون پرتاب می شوند بسیار پر انرژی هستند. همچنین طیف الکترومغناطیس گسیلی آنها از محدوده ی امواج رادیویی تا اشعه ی x و نیز کاملاً در بر می گیرد. این امواج انرژی زیادی دارند و تنها منبع ایجاد چنین تشعشات ، اجرام بسیار سنگین و چگال می توانند باشند که همچون یک شتابدهنده ، ذرات را به بیرون پرتاب می کنند . باید توجه داشت که گسیل این ذرات و انرپی در تمام سطح سیاه چال صورت نمی گیرد؛ و مکان های خاصی برای گسیل این ذرات و این فوتون ها وجود دارد. علت این امر هم چگال بودن بیش از اندازه ی این اجرام است که تغییرات شدیدی در فضای اطراف خود ایجاد می کنند.

در توضیح این مطلب باید گفت که فضای اطراف یک سیاه چاله با فضای دور تر از آن و نیز با فضای اطراف یک جرم کوچک مثل زمین بسیار متفاوت دارد این تفاوت ویژگیهای خاصی را نیز برای سیاه چاله ایجاد می کند. برای مثال باید گفت چیزی که امروزه فیزیکدانان از آن به عنوان افق رویداد سیاه چاله نام می برند همان تفاوت فضا زمانی اطراف یک حفره ی سیاه است. در توضیح افق رویداد سیاه چاله هم باید گفت فضایی در اطراف سیاه چاله است که فضا و زمان در دوسری آن بطور فاحشی متفاوت هست.



حال با توجه به این توضیحات می توان ایجاد حفره های عمیتاً فضایی در اطراف سیاه چاله ها را توضیح داد. چون حفره فضایی در اثر کشیدگی بیش از اندازه ایجاد و می شود و این کشیدگی را نیروی گرانش سیاه چاله فراهم می آورد. حال در زیر این پدیده را بطور کامل تر توضیح می دهیم:

با پایان یافتن عمر یک ستاره هنگامی که این ستاره با یک انفجار ابر نو اختری بزرگ مواجه می شود و مداد سنگین به طرف مرکز رانده شده و شدیداً متراکم می شوند. نیروی گرانشی فوق العاده قوی ایجاد می شود و مقداری از گازهای رانده شده دوباره جذب می شود . این گازها در اثر نیروی گرانش شدید سیاه چاله ی ایجاد شده شدیداً بر گردش در می آید در کنار این خود سیاه چاله نیز به دوران در می آید. این دوران بسیار سریع موجب می شود نیروی مرکز گرای کشنده به طرف قطب های سیاه چاله متمرکز شود .

چنان چه مقدار زیادی از گازهای اطراف به طرف دو قطب به حرکت در می آیند و در آنجا با سرعت زیادی گردش می کنند . در این هنگام که دوران سیاه چاله اندکی ; شدت می گیرد و بطور کامل رمبیده می شود نیروی گرانشی شروع به کشیدن فضای اطراف سیاه چاله در مکانی که اندکی از افق رویداد سیاه چاله دورتر است می کند. این کشیدگی در قطب های سیاه چاله بطور بسیار محسوسی انجام می گیرد . به گونه ای که در یک لحظه دو حفره ی بسیار عمیق که عمق آن ها هم اندازه و جرم سیاه چاله بستگی دارد بطرف سیاه چاله ایجاد می شوند این دو حفره که در دو قطب سیاه چاله ایجاد می شوند ذرات را به درون سیاه چاله فرو می برند . ذرات کشیده شده در مکان هایی نزدیک به سیاه چاله به سرعت نور نزدیک می شوند. این ذرات شتاب گرفته به چند حالت مختلف در می آیند یا توسط سیاه چاله بلعیده شده و جذب می شود که در کنار آن زمانی که به سرعت نور نزدیک شدند انواع امواج الکترومغناطیسی را دز طول موج های مختلف گسیل می کنند . باید توجه داشت چون این ذرات بطور خاص فقط از درون حفره عبور می کنند؛ فوتون های گسیلی آنها هم در امتداد این حفره حرکت می کند و بصورت متمرکز از درون حفره یا به بیرون پرتاب می شوند یا به درون حفره می روند.

همچنین ذراتورودی به حفره ممکن است در اثر سرعت زیاد به درون سیاه چاله کشیده نشوند و از کنار سیاه چاله به بیرون پرتاب شود . دراین حالت اگر این ذرات به گازهای اطراف برخورد نکنند می توانند در مکانی در اطراف خط استوای سیاه چاله به بیرون پرتاب شوند. این ذرات در این هنگام انرژی بسیار زیادی دارند و با سرعت های نزدیک به نور در فضا منتشر می شوند

تشعشعاتی که از سیاه چاله ها به بیرون گسیل می شود همیشه با یک شدت و در یک فرکانس مشخس نیستند زیرا که اغلب انها در کنار جاذبه ی شدید نیروهای فرعی بسیاری را نیز ایجاد می کنند و یا اینکه این نیرو ها از خارج بر انها تحمیل می شود.



به فرض مثال یک سیاه چاله ی ثابت پر جرم که غیر از حرکت دورانی شدید حرکت دیگری ندارد را در مرکز یک کهکشان بزرگ در نظر می گیریم . این سیاه چاله بایستی طبق معمول مرکز کهکشان را فعال سازد و انرژی فوق العاده زیادی را در تمام رادیو تلسکوپ ها وگیرنده های اشعه ی ایکس و فروسرخ و حتی گاما ثبت کند. این امر برای سیاه چاله های کوچکتر نیز صادق است. اما چیزی که بیشتر دانشمندان را متعجب می سازد این است که برخی از این اجرام بر خلاف معمول گاهی ساکت و گاهی هم بسیار کم صدا هستند. بدین معنا که انرژی گسیلی انها با وجود شتاب گرانشی شدید در فرکانسهای بسیار پایین ثبت میشود . همچنین امواجی که از قطب های سیاه چاله ها به بیرون گسیل می شوند باید انرژی زیادی داشته باشند اما در برخی موارد این امواج در طول موجهای بسیار بلند تر ایجاد می شوند. شاید این گونه تصور شود که ماده ی سقوط کرده به داخل انها در سطح پایینی است اما شدت این امواج به حدی بالا است که از سقوط ذرات بسیار زیادی در سطح انها حکایت می کند.

علت پایین بودن فرکانس های تولیدی را باید در حرکت هایی غیر از حرکت دورانی دانست. یعنی سیاه چاله ها یی وجود دارند که به غیر از حرکت دورانی به صورت هایی مختلف به دور خود می چرخند. این چرخش های متقارن و غیر متقارن از اثر نیروی جاذبه به خصوص در قطب های سیاه چاله که در اثر دوران حول محور خود ایجاد شده است به طور چشم گیری می کاهد و در بسیاری از موارد از تشکیل حفره های کشنده ی ماده در دو قطب خود جلو گیری میکند. این حرکت ها احتمالا اغلب در سیاه چاله های کوچک و ستاره های نوترونی باید وجود داشته باشد . این نوع حرکت باعث می شود امواج گسیلی در تلسکوپ های رادیویی بصورت روشن و خاموش با تناوب بسیار منظمی ثبت شوند.

اما برخی سیاه چاله های فوق سنگین نیز در مرکز برخی کهکشان ها با وجود مقدار زیاد ماده و گاز در اطراف انها چندان فعال به نظر نمی رسند. یکی از علل اساس دوران کند این سیاه چاله ها می تواند باشد . چون دوران سریع باعث پرتاب برخی مواد به بیرون شده اطراف سیاه چاله را داغ می کند که در ان شرایط امواج حرارتی و نیز اشعه ی ایکس به طور شدیدی از اطراف سیاه چاله ساطع می شود. در نبود دوران سریع اجرام به ارامی به داخل سقوط کرده و فرار ذرات از داخل به کمترین مقدار می رسد. اما با توجه به اینکه در اطراف این سیاه چاله ها برخی اجرام دیگر مثل ستارگان بزرگ و سیاه چاله های کوچک و ستارگان نوترونی نیز حضور دارند. این اجرام نیز می می توانند از گزینه های مناسب برای این امر باشن د. برای مثال همین سیاه چاله ی بزرگ را در نظر بگیرید . اگر در اطراف ان چند سیاه چاله ی ریز و درشت دیگر را نیز قرار دهیم اوضاع کمی فرق خواهد کرد. تمام گازهایی که به طرف مرکز حرکت میکنند در راه حرکت توسط این سیاه چاله ها بلعیده شده و عملا مقدار اندکی ماده وارد سیاه چاله ی مادر می شود در نتیجه این سیاه چاله نمی تواند انرژی قابل توجهی را از خود ازاد کند.

منبع : هوپا


 
comment نظرات ()