یک شبیهسازی عجیب، اسرار سیاهچالهها را فاش کرد
باشگاه خبرنگاران جوان؛ جواد فراهانی - در یک شبیهسازی که توسط دانشمندان انجام شده است، مرکز یک سیاهچاله به صورت فضایی تاریک و خالی به نظر میرسد، صرفاً به این دلیل که هیچ نوری از آن منعکس نمیشود، در حالی که الگوهای رنگارنگ و پر جنب و جوش بنفش، صورتی و نارنجی آن را احاطه کردهاند.
این نمایشها ناشی از انرژی آزاد شده از ماده هنگام سقوط به درون سیاهچاله اعم از گاز، غبار یا جامد هستند. سیاهچالهها منابع قدرتمند گرانش هستند که غبار، گاز و حتی سیارات و گاهی اوقات سیاهچالههای دیگر را به خود جذب میکنند. به دلیل این گرانش عظیم، اگر جسمی در نزدیکی آن سقوط کند، دچار پدیدهای به نام "اسپاگتی" میشود که در آن توسط نیروهای گرانشی کشیده و منبسط میشود.
سیاهچاله ماده اطراف را جذب میکند و یک دیسک برافزایشی نارنجی روشن تشکیل میدهد که به دور آن میچرخد. این دیسک داغ منبع اصلی نور است و به دانشمندان اجازه میدهد سیاهچالهها را در کهکشانهایی که میلیاردها سال نوری از ما فاصله دارند، مشاهده کنند.
دانشمندان تصاویر با وضوح بالا از سیاهچالههای فوقپرجرم، برخی با جرم صدها میلیون یا میلیاردها برابر خورشید، ثبت کردهاند. این سیاهچالهها طی سالها یا قرنها تکامل مییابند و بر شکلگیری کهکشانها تأثیر میگذارند.
با این حال، سیاهچالههای ستارهای کوچکتر را نمیتوان به همین روش مشاهده کرد و به صورت نقاط کوچک نورانی ظاهر میشوند. برای شبیهسازی رشد این سیاهچالهها، این تیم از قدرتمندترین ابررایانههای جهان، مانند Frontier و Aurora، استفاده کرد که میتوانند یک کوینتیلیون (یک میلیارد میلیارد) محاسبه در ثانیه انجام دهند.
با این قدرت، تیم تحقیقاتی توانست نحوه چرخش ماده به دور این سیاهچالهها را بررسی کند، اگرچه برای اطمینان از دقت، به ریاضیات پیچیده و الگوریتمهای اصلاحشده نیاز بود.
شبیهسازیها نشان داد که ماده، دیسکهای بسیار متلاطمی را تشکیل میدهد که تحت سلطه تابش هستند و بادهای قدرتمند و گاهی جتهای انرژی ساطع میکنند. با این حال، قرص برافزایشی نزدیک سیاهچاله به لطف میدان مغناطیسی که پایداری سیستم را حفظ میکند، نسبتاً پایدار باقی میماند.
این نتایج که در مجله اخترفیزیک منتشر شده است، اولین باری است که فرآیندهای فیزیکی دخیل در برافزایش یک سیاهچاله ستارهای با چنین دقتی محاسبه شدهاند. شبیهسازیهای قبلی، تابش را سادهسازی کرده و ماده را به عنوان مایع در نظر گرفته بودند، که نتوانست رفتار واقعی آن را به طور دقیق منعکس کند.
دانشمندان امیدوارند در آینده این رویکرد را گسترش دهند تا بررسی کنند که آیا این روش محاسباتی برای همه انواع سیاهچالهها، از جمله سیاهچالههای ابرپرجرم موجود در مراکز کهکشانهای بزرگ، کاربرد دارد یا خیر.
منبع: دیلی میل
12247650
مهمترین اخبار علمی فناوری
