چگونه می‌توان کوه اورست را به اندازه یک اتم فشرده کرد؟!

(اختراع شناسان موفق به ثبت تصاویری از دو ابرسیاه‌چاله شده‌اند که یکی در مرکز M87 و جدیدترین آن در کهکشان راه شیری موسوم به کمان ای*Sagittarius A*) است.

از این نظر، یک PBH به اندازه یک اتم می‌تواند با یک ستاره نوترونی قدیمی که آن را به طور قابل توجهی پایین بیاورد و عملاً تمام سرعت چرخشی خود را از دست داده، قرار دهد. بر اساس پژوهش‌های متعدد، این برخوردها در حدود ۲۰ رویداد در سال خواهد بود. با این وجود، مشاهده بیشتر این فعل و انفعالات به دلیل وجود فواصل زیاد و آسیب‌پذیری جهت‌گیری مناسب از زمین خواهد بود.

وقتی سوخت یک ستاره به اندازه کافی پرجرم تمام می‌شود، منفجر می‌شود و باقی می‌ماند از آن فرو می‌پاشد و به شکل یک سیاه‌چاله ستاره‌ای (با جرم سه تا صد خورشیدی) می‌شود.

سیاه‌چاله‌های کلانجرم یا ابرسیاه‌چاله‌ها در مرکز اکثر کهکشان‌ها وجود دارند. اینها بزرگترین سیاه‌چاله‌ها هستند که بین صد هزار تا ۱۰ برابر جرم خورشید ما جرم‌ها هستند.

چگالی یک ستاره نوترونی بسیار زیاد است و تنها یک قاشق غذاخوری از مواد این ستاره میلیون‌ها وزن دارد.

این اجرام، بسیار کوچک و بسیار متراکم هستند. به عنوان، ستاره‌ای با جرم ۱.۵ خورشیدی را در نظر بگیرید که در کره‌ای به قطر تنها ۲۰ میلیون نمونه است.

در مورد خاص ما، GRB دارای مدت زمان حدود 35 ثانیه با یک شرایط بسیار خاص است که آن، انتشار و پایداری دارد و به دنبال آن کاهش می یابد و سریع تنها در چند صدم ثانیه است.

سیاه‌چاله‌های احتمالی در نواحی کهکشانی که ماده تاریک به طور قابل توجهی قابل مشاهده‌های بالا است، وجود دارد، وجود دارد. بنابراین آنها می‌توانند در جهان پرسه بزنند و با سرعت‌ها و جهات مختلف حرکت کنند و در نهایت با نجومی مانند سیاه‌چاله‌ها یا ستاره‌های اجرا شده نوترونی دیگر داشته باشند.

این انتشارات گذرا با انرژی بالا که مقدار زیادی انرژی به صورت پرتوهای بسیار باریک آزاد می‌شوند، از چند میلی‌ثانیه تا چند ساعت طول می‌کشند و منابع آن‌ها منابع انسانی سال نوری از زمین فاصله دارند.

یک سناریوی جایگزین برای تشخیص سیاه‌چاله‌های اولیه به اندازه اتم در یک مقاله جدید که توسط پروفسور آیودانته و دکتر اسکار دل بارکو نوویلو از دانشکده فیزیک کاربردی دانشگاه زاراگوزا انجام شده، پیشنهاد شده است. در این تحقیق، یکی از مشخصه‌های برهمکنش از این سیاه‌چاله‌های کوچک و از متراکم‌ترین اجرام کیهان (ستاره نوترونی) بررسی قرار گرفته است.

اکنون سوالی که مطرح می‌شود این است که آیا تشخیص PBH در اندازه‌های یک کار غیر ممکن است؟ با توجه به پیچیدگی جستجوی چنین سیاه‌چاله‌های کوچک، پاسخ به این سوال آسان نیست.

کمان ای* یک منبع رادیویی نجومی درخشان و بسیار فشرده در مرکز کهکشان راه شیری است. تصور می‌شود که این جرم، یک سیاه‌چاله کلان‌جرم باشد. این جرم از نظر ظاهری در مرز صورت فلکی کمان و عقرب قرار دارد.

با گذشت زمان، این اجرام سرد می‌شوند و سرعت چرخش خود را به دست می‌آورند و تشخیص می‌دهند که آنها مشکل دارند، به همین دلیل است که تنها پرانرژی‌ترین تپ‌اخترها مشاهده می‌شود.

جوان‌ترین ستارگان نوترونی متعلق به زیر کلاسی به نام تپ‌اخترها هستند که با سرعت بسیار بالایی می‌چرخند. این تپ‌اخترها تشعشعاتی را به شکل پرتوهای باریکی منتشر می‌کنند که به صورت دوره‌ای به زمین می‌رسند.

دو سناریوی ممکن است در نظر گرفته شود. اول، زمانی که PBH توسط ستاره نوترونی می‌شود و دوم زمانی که این سیاه‌چاله کوچک از فواصل دور وارد می‌شود، به اطراف ستاره نوترونی می‌چرخد و دوباره به سمت بی‌نهایت(یک رویداد پراکنده) حرکت می‌کند و به مدار خاص آن بسته می‌شود، یک نشانه مشخص است. و منحصر به فرد تولید می شود.

نوع خاصی از GRB

دانشمندان می‌گویند که حجم بدنی بزرگ به اندازه کوه اورست به قدر تنها یک اتم، کاری است که از دست سیاه‌چاله‌ها، حتی سیاه‌چاله‌های کوچک برمی‌آید.

منبع با این وجود، اگر چنین GRB توسط تلسکوپ‌های مدرن شناسایی و اندازه‌گیری شود و با امضای خاص گزارش شده در این پژوهش مطابقت داشته باشد، می‌توان استدلال کرد که یک برهمکنش باستانی PBH با ستاره نوترونی در اوایل کیهان رخ داده است.

به گزارش ایسنا، یکی از جالب‌ترین نظریه‌های پیش‌بینی‌های نسبیت عام آلبرت اینشتین، وجود سیاه‌چاله‌ها است. اجرامی نجومی با میدان‌های گرانشی آن‌قدر قوی که حتی نور هم نمی‌تواند از آنها فرار کند.

برهمکنش یک PBH به اندازه اتم با یک ستاره نوترونی

یکی از متراکم‌ترین اجرام کیهان

این سیاه‌چاله‌های کوچک با سرعت بیشتری نسبت به همتایان عظیم خود را از دست می‌دهند و به اصطلاح تشعشعات هاوکینگ ساطع می‌کنند تا در نهایت تبخیر شوند.

اما این کار آسانی نخواهد بود، چرا که شاید چنین GRBهایی هرگز نشوند، اما ما نمی‌توانیم چنین احتمالی را کاملاً رد کنیم. در نهایت فقط زمان مشخص خواهد کرد که چه می‌شود.

قبل از شروع این مدل اخترفیزیکی جدید، اجازه دهید در مورد ویژگی‌های اصلی این استارگان جذاب توضیح دهید.

تا به حال، ستاره شناسان قادر به رصد PBH نبوده‌اند. تحقیقات روی این موضوع در حال انجام است، زیرا فرض بر این است که این ماده فوق فشرده ممکن است بخشی از ماده تاریک کیهان باشد که مدتهاست در جستجوی آن هستند.

سیاه‌چاله اولیه (Primordial black hole) که به اختصار PBH نامیده می‌شود، نوعی سیاه‌چاله فرضی است که پس از انفجار بزرگ مه‌بانگ شکل گرفت. در کیهان اولیه، چگالی بالا و شرایط ناهمگن می‌توانست مناطق به‌اندازه کافی متراکم را به سمت رَمبش گرانشی سوق و سیاه‌چاله‌ها را تشکیل دهد. یاکوف بوریسوویچ زلدوویچ و ایگور دمیتریویچ نویکوف در سال ۱۹۶۶ برای اولین بار چنین سیاه‌چاله‌هایی را مطرح کردند. تئوری پشت سرچشمه چنین سیاه‌چاله‌هایی برای اولین بار توسط استیون هاوکینگ در سال ۱۹۷۱ به شکل مفهوم مطالعه و بررسی قرار گرفت. از آنجایی که سیاه‌چاله‌های نخستین از فروپاشی گرانشی ستاره‌های تشکیل نشده‌اند، جرم آنها می‌تواند بسیار کمتر از جرم ستاره‌ای باشد (حدود ۲ ضرب در ۱۰ به توان ۳۰ سقف).

از نظر تئوری، این سیاه‌چاله‌های نخستین می‌توانند هر جرمی داشته باشند و ممکن است از یک ذره زیر اتمی تا چند صد کیلومتر متری باشند. به عنوان مثال، یک PBH با جرمی معادل کوه اورست می‌تواند به اندازه یک اتم باشد.

به عبارت دیگر، شواهد تجربی از چنین سیاه‌چاله‌های اولیه کم‌جرم، یکی از پیش‌بینی‌های بنیادی استیون هاوکینگ را می‌کند.

GRBهای کوتاه‌تر به دلیل ادغام ستاره‌های نوترونی یا سیاه‌چاله‌ها ایجاد می‌شوند، در حالی که انفجارهای طولانی‌تر از مرگ استارگان پرجرم (به اصطلاح ابرنواخترها) منشأ می‌گیرند.

چیزی که ذکر شد، وقتی که یک ستاره عظیم تمام می‌شود، منفجر می‌شود و در نتیجه سیاه‌چاله‌های ستاره‌ای ایجاد می‌شود، می‌شود. باید تاکید کرد که در هر سناریوی اینطور نیست. برای مثال، اگر در حال فروپاشی جرم کمتری از حدود سه جرم خورشیدی داشته باشد، یک ستاره نوترونی تشکیل می‌شود.