رفتار سیاهچاله‌های رقصان به دقت پیش‌بینی شد

ستاره شناسان توانسته اند نحوه حرکت و رفتار دو سیاهچاله حول یکدیگر را، از جمله با تکیه بر یکی از پیش‌بینی‌های کلیدی نظریه نسبیت عام اینشتین، محک بزنند.

یکی از این سیاهچاله‌ها به معنی واقعی کلمه عظیم است – جرم آن ۱۸ میلیارد برابر خورشید است؛ جرم سیاهچاله دیگر “فقط” ۱۵۰ میلیون برابر خورشید است.

دانشمندان اکنون توانسته اند برهم کنش این دو سیاهچاله را به دقت پیش بینی کنند.

آنها با کمک تاثیری که این اجرام – براساس نسبیت عام – بر بافت فضا-زمان دارند و با این فرض که سیاهچاله بزرگتر دارای “سطحی” صاف است توانستند رفتار آنها را پیش بینی کنند.

این جفت موسوم به “او جی ۲۸۷” در حدود ۳.۵ میلیارد سال نوری از ما قرار دارد.

دانشگران مدت هاست که متوجه فوران های ناگهانی این سیستم شده اند که هر دوازده سال دو بار اتفاق می افتد. این فوران های انرژی معادل درخشش ناگهانی یک تریلیون ستاره در کهکشان میزبان این سیاهچاله هاست.

بهترین توضیح برای این رفتار فوق العاده این است که جرم کوچکتر به طور منظم از میان صفحه مدوری از گاز و غبار که دور سیاهچاله بزرگتر را گرفته – صفحه موسوم به قرص برافزایشی – عبور می کند و در این فرآیند این موارد را به شدت داغ می کند.

اما این فوران های نورانی در فواصل کاملا منظم روی نمی دهند. هرچند هر ۱۲ سال دو بار فوران می کنند اما فاصله میان این دو فوران از یک سال تا ۱۰ سال متعیر است.

این گویای پیچیدگی مسیری است که جرم کوچکتر در اطراف همنشین خود طی می کند – و تیم محققان با کمک همین مسیر پیچیده یک مدل کاملا پیشرفته ساخته اند.

پروفسور موری والتونن از دانشگاه تورکو در فنلاند به بی‌بی‌سی گفت: “مدار سیاهچاله کوچکتر می پیچید و تغییر جهت می دهد. در سال ۱۹۹۶ ما مدلی داشتیم که کم و پیش این مسیر را پیش بینی می کرد. اما حالا دقیق تر و دقیق تر شده ایم.”

یکی از پارامترهای مهم مدل تازه انرژی ای است که به شکل امواج گرانشی از این سیستم ساطع می شود. این چروک ها در بافت فضا-زمان – از پیش بینی های نظریه نسبت عام – ناشی از اجرام شتاب گیرنده است و در شرایط فوق پرجرم “او جی ۲۸۷” نفوذ قابل توجهی بر عملکرد سیستم دارد.

تصویر تخیلی: اسپیتزر که حالا بازنشسته شده در موقعیت مناسبی برای آن رصد قرار داشت

آزمون بزرگ مدل تازه منجمان روز ۳۱ ژانویه سال پیش از راه رسید. آنها زمان وقوع فوران تازه این مجموعه را پیش بینی کرده بودند و رصدها نشان داد که فقط با اختلاف ۲ ساعت و نیم از زمان پیش بینی شده به وقوع پیوست.

این رویداد را از بخت بلند با کمک تلسکوپ فروسرخ اسپتزر ناسا ثبت شد، چون سیستم حاوی این دو سیاهچاله در آن زمان – نسبت به زمین – در آنسوی خورشید قرار داشت و امکان رصد آن با رصدخانه های زمینی وجود نداشت.

اما فاصله ۱۶۰ میلیون کیلومتری تلسکوپ اسپیتزر از زمین آن را در موقعیتی ایده آل قرار داد.

دکتر سپو لین از دانشگران حاضر در موسسه فناوری کالیفرنیا (کلتک) که بر اسپیتزر نظارت دارد گفت: “وقتی در دیدرس بودن او جی ۲۸۷ را چک کردم، با شگفتی متوجه شدم که درست در همان روزی که پیش بینی می شد فوران اتفاق بیافتد در معرض دید اسپیتزر قرار گرفت.”

“خیلی خیلی شانس آوردیم که توانستیم نقطه اوج این فوران را با اسپیتزر ثبت کنیم، چون هیچ ابزار دیگری قادر به رصد آن در آن لحظه نبود.”

اصلاح دیگری که در مدل تازه انجام شد محاسبه ویژگی های فیزیکی سیاهچاله بزرگتر به خصوص چرخش آن بود.

دانشمندانی از جمله استفان هاکینگ نظریه ای معروف به “بی مو” درباره سیاهچاله ها ارائه کرده اند. این نظریه می گوید که سطح یا “افق رویداد” یک سیاهچاله در طول محور چرخش آن متقارن است و هیچ دست اندازی ندارد.

گفته می شود که رصد “او جی ۲۸۷” بهترین شواهد از درستی این نظریه را فراهم کرده. اگر سیاهچاله سطح نامنظمی داشت، زمان وقوع فوران به این دقت قابل پیش بینی نبود.

بی بی سی نوشت؛ پیش بینی می شود فوران بعدی در سال ۲۰۲۲ و بعد در سال های ۲۰۳۳ و ۲۰۳۴ روی دهد.