سیاه‌ چاله

سیاه‌چاله‌ها، موضوعی جذاب برای درگیرکردن ذهن دانشمندان و تحقیقات بی‌شمار آنان دراین زمینه! این اجرام اسرارآمیز دارای گرانشی بسیار قوی هستند که حتی نور هم نمی‌تواند از آن بگریزد.

سیاه‌چاله چیست؟

سیاه‌چاله‌ها نقاطی در فضا هستند که به قدری متراکم هستند که گودال‌های گرانشی عمیق ایجاد می‌کنند.‌ فراتراز یک منطقه خاص، حتی نور نمی تواند از کشش قدرتمند گرانش سیاه‌چاله ها فرار کند. و هرچیزی که خیلی نزدیک باشد. ستاره، سیاره یا فضاپیما  در یک فرآیندنظری که به درستی به نام spaghettification شناخته می‌شود، بتونه کشیده و فشرده می‌شود.

انواع سیاه‌چاله

چهارنوع سیاه‌چاله وجود دارد: ستاره‌ای، متوسط، ابر پرجرم و مینیاتوری.

شناخته شده ترین روشی که سیاه‌چاله شکل می گیرد، مرگ ستاره‌ای است. همانطور که ستاره‌ها به پایان عمرخود می‌رسند، بیشتر سیاه چاله  ها باد می کنند، جرم خود را از دست می‌دهند و سپس سرد می‌شوند تا کوتوله‌های سفید را تشکیل دهند. اما بزرگترین این اجرام‌آتشین، آن هایی که حداقل 10 تا 20 برابر خورشید ما جرم دارند، یا به ستاره‌های نوترونی فوق متراکم تبدیل می‌شوند یا به اصطلاح سیاه‌چاله‌هایی با جرم ستاره‌ای مبدل می‌گردند.

در مراحل پایانی خود، ستارگان ‌عظیم با انفجارهای عظیمی به نام ابرنواخترها خاموش می‌شوند. چنین انفجاری ماده ستاره را به فضا پرتاب می کند اما هسته ستاره را پشت‌سر می‌گذارد. درحالی‌که ستاره زنده بود، همجوشی هسته‌ای یک فشار ثابت به بیرون ایجاد کرد که کشش گرانش به سمت داخل جرم خود ستاره را متعادل می‌کرد. با این حال، در بقایای ستاره‌ای یک ابرنواختر، دیگر نیرویی برای مقابله با گرانش وجود ندارد؛ بنابراین هسته ستاره شروع به فروپاشی در خود می‌کند.

تولد سیاه‌چاله

اگر جرم ستاره در یک نقطه بی‌نهایت کوچک فرو بریزد، یک سیاه چاله متولد می‌شود. جمع‌کردن تمام آن حجم چند برابر جرم خورشید خودمان در چنین نقطه کوچکی به سیاه چاله‌ها کشش گرانشی قدرتمند آن ها را می‌دهد. هزاران سیاه‌چاله با جرم ستاره‌ای ممکن است در کهکشان راه شیری ما کمین کنند.

یک سیاه‌چاله شبیه بقیه نیست

سیاه چاله‌های پرجرم،که توسط نظریه نسبیت عام انیشتین پیش‌بینی شده است، می توانند جرمی برابر با میلیاردها خورشید داشته باشند. این هیولاهای کیهانی احتمالاً در مراکز اکثر کهکشان‌ها پنهان می‌شوند.کهکشان راه‌شیری میزبان سیاه‌چاله بسیار پرجرم خود در مرکز خود است که به نام Sagittarius A* (تلفظ ستاره ay) شناخته می‌شود که بیش از چهار میلیون برابر خورشید ما جرم دارد.

کوچکترین عضو از خانواده سیاه‌چاله‌ها

کوچک‌ترین اعضای خانواده سیاه‌چاله تاکنون نظری هستند. این گرداب‌های کوچک تاریکی ممکن است بلافاصله پس از شکل‌گیری جهان با انفجار بزرگ حدود 13.7 میلیارد سال پیش به حیات بپیوندند و سپس به سرعت تبخیر شوند. ستاره‌شناسان همچنین گمان می‌کنند که دسته‌ای از اجرام به نام سیاه‌چاله‌های با جرم متوسط ​​در کیهان وجود دارند. اگرچه شواهدی درباره آن ها تاکنون قابل بحث است. اندازه اولیه سیاه‌چاله‌ها مهم نیست. سیاه چاله‌ ها می‌توانند در طول زندگی خود رشد کنند و گاز و گردوغبار را از هر جسمی که خیلی نزدیک به آن می خزید، بیرون بیاورد.

همچنین بخوانید: طوفان های خورشیدی چیست ؟

تصورات راجع به سیاه‌چاله‌ها

نیل دگراس تایسون، اخترفیزیکدان، زمانی این فرآیند را این گونه توصیف کرد: درحالی‌که شما درحال کشیده شدن هستید، از طریق بافت فضا مانند خمیر دندان از طریق یک لوله تحت فشار قرار می‌گیرید.

اما سیاه‌ چاله‌ ها دقیقا همان‌طور که در رسانه‌های عمومی به تصویرکشیده شده‌اند، جاروبرقی نیستند. اجرام باید به اندازه کافی به یکدیگر نزدیک شوند تا این کشش گرانشی را از دست بدهند. برای مثال اگر خورشید‌ ناگهان با سیاه‌چاله‌ای با جرم مشابه جایگزین شود، خانواده سیاره‌ای ما بدون هیچ مشکلی به گردش خود ادامه خواهند داد، درصورتی‌که بسیار گرم‌تر و درخشان‌تر باشند.

پرسه زدن در تاریکی

از آنجا که سیاه‌ چاله‌ها همه نورها را می بلعند، ستاره‌شناسان نمی‌توانند آن‌ها را به‌طور مستقیم مانند بسیاری از اجرام درخشان کیهانی در آسمان مشاهده کنند، اما چند کلید وجود دارد که حضور سیاه‌چاله‌ها را نشان می‌دهد. برای مثال، جاذبه شدید یک سیاه‌چاله برروی هر شی ‌اطراف آن وجود دارد. ستاره‌‌شناسان از این حرکات نامنظم برای استنباط حضور هیولای نامرئی که در نزدیکی آن کمین کرده‌است، استفاده می‌کنند. یا اشیا می‌توانند به دور یک سیاه‌چاله بگردند و ستاره‌شناسان می‌توانند به دنبال ستاره‌هایی بگردند که به نظر می‌رسد به دور هیچ چیز نمی‌چرخند تا یک نامزد احتمالی را شناسایی‌کنند .به این ترتیب ستاره‌شناسان سرانجام دراوایل سال ۲۰۰۰، آذر را به عنوان یک سیاه‌چاله شناسایی کردند.

سیاه‌چاله‌ها همچنین اجرامی آشفته هستند که اغلب موقعیت آن‌ها را لو می‌دهند. هنگامی که سیاه چاله ها ستاره‌های اطراف را می بلعند، نیروهای گرانشی و مغناطیسی عظیم آن‌ها گاز و غبار را فوق گرم می‌کند و باعث می‌شود که تابش منتشرکند. برخی از این مواد درخشان سیاه‌چاله را در ناحیه چرخشی به نام دیسک شتاب‌دهنده احاطه می‌کنند. حتی ماده‌ای که به درون سیاه‌چاله سقوط می‌کند، لزوما نمی‌تواند در سیاه‌ چاله‌ها باقی‌بماند.

نویسنده: مریم علیدادی

منابع:

1. https://news.uchicago.edu/explainer/black-holes-explained
2. https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Black_holes
3. https://ec.europa.eu/research-and-innovation/en/horizon-magazine/how-did-supermassive-black-holes-grow-so-fast
4. https://www.britannica.com/science/black-hole
5. https://blog.faradars.org/%D8%B3%DB%8C%D8%A7%D9%87-%DA%86%D8%A7%D9%84%D9%87/
6. https://sciencetoday.ir/what-is-blackhole/