(هر شنبه صفحه علم روزنامه اعتماد)
نظری بر دو پرسش درباره سیاهچاله ها
تماشای تاریکی در ظلمات کیهانی
امین حمزه ئیان / www.Nutshell.ir
آیا سیاهچاله هایی که در کهکشان ها وجود دارند همه چیز را آنچنان در خود می بلعند که فضای بیکران اطراف را تهی می کنند؟
معمولاً زمانی که از سیاهچاله ها صحبت می شود، شیئی شگفت انگیز که همه چیز را در خود می کشد، در ذهن ها تصور می شود. اما در واقعیت چنین تصوری صحت ندارد. برای درک این مساله فرض کنید در منظومه شمسی، خورشید را برداشته و به جای آن یک سیاهچاله بگذاریم. در این صورت چه اتفاقی رخ خواهد داد؟ آیا زمین و دیگر سیاره های منظومه شمسی ناگهان به سمت سیاهچاله سقوط می کنند؟
خیر، اگر به جای خورشید سیاهچاله یی در حدود 10 برابر جرم خورشید قرار بدهیم، افق رویداد آن سیاهچاله (شعاعی که در صورت گذر از آن، برای فرار از سیاهچاله سرعتی بیش از سرعت نور می خواهیم) تنها در حدود 30 کیلومتر است. دقت داشته باشید میانگین فاصله نزدیک ترین سیاره به خورشید، عطارد (تیر)، 58 میلیون کیلومتر و فاصله میانگین زمین از خورشید 150 میلیون کیلومتر است.
سیاهچاله ها از آن جهت که گرانشی فوق العاده قوی دارند (که حتی نوری که از میان آنها می گذرد به درون خود می کشند) از خود نور یا امواج خاصی ساطع نمی کنند. پس دانشمندان چگونه این اجرام را در فضا می یابند؟
بسیاری از ستارگان کهکشان ها به صورت منظومه های دوتایی هستند یعنی دو ستاره طوری در دام گرانشی یکدیگر قرار گرفته اند که به دور یکدیگر می چرخند و تشکیل یک منظومه ستاره یی را می دهند. از آنجایی که معمولاً جرم دو ستاره در چنین منظومه هایی یکسان نیست، آن ستاره یی که جرم بیشتری دارد بر اثر فشار بیشتر، سوخت خود را با سرعت بیشتری نسبت به همدم دیگر خود به اتمام می رساند. اگر ستاره مورد نظر جرمی بیش از سه برابر جرم خورشید داشته باشد، پس از مرگ تبدیل به سیاهچاله می شود و به این ترتیب مواد روی سطح ستاره همدم خود را به آهستگی می بلعد. طی چنین فرآیندی پرتوهای ایکس منتشر می شود که اخترشناسان رصدی با دریافت این امواج الکترومغناطیس قوی و همچنین چرخش ستاره درخشان به دور جرمی نامعلوم، حدس می زنند که باید در آن منطقه از فضا، سیاهچاله یی قرار داشته باشد. همچنین گاهی با رصدها و تحلیل های دقیق، گویی غبار و ذراتی به دور جرمی نامعلوم می چرخند که وجود چنین حالتی معمولاً نشان از وجود یک سیاهچاله در بین آن ذرات و غبار دارد یا دانشمندان با مشاهده و محاسبه اثرات گرانشی قوی سیاهچاله ها بر فضای اطراف خود به وجود چنین اجرام تاریکی پی می برند.
مسلماً در چنین لحظه یی به دلیل نبود ماده کافی برای هم جوشی هسته یی، سوخت و ساز کلی ستاره از حرکت بازمی ایستد و این آخرین لحظه از عمر ستاره خواهد بود زیرا اکنون زمانی است که ستاره از تعادل فشاری خارج شده است. مواد تشکیل دهنده ستاره، نیروی گرانش خود را به سمت مرکز دارند اما به دلیل متوقف شدن سوخت و ساز درونی، دیگر نیرویی از طرف مرکز به سمت خارج اعمال نمی شود. حال این ستاره در کسری از ثانیه به دلیل ناپایداری با انفجار عظیمی به زندگی خود پایان می دهد و اکثر مواد آن به سمت مرکز و روی هسته فرو می ریزند. این انفجار عظیم، میلیاردها برابر یک ستاره عادی درخشان می شود، یعنی آنچنان قوی است که اگر از بیرون کهکشان به این پدیده بنگریم، محل آن از دیگر نقاط کهکشان کاملاً درخشان تر و نمایان است. به چنین پدیده قوی کیهانی که نشان از پایان یافتن زندگی ستاره یی با جرم چند برابر جرم خورشید است، انفجار ابرنواختر گویند. اما بعد از انفجار ابرنواختر چه چیزی از ستاره باقی می ماند؟
