سياه چاله هاي درون خوشه هاي ستاره اي
براساس بررسي هاي گروهي از اخترشناسان دانشگاه بن، تا يک دهه آينده دانشمندان مي توانند در هر سال ادغام ده ها جفت سياه چاله را آشکار کنند. اين گروه نتايج تحقيقاتشان را در مقاله اي در نشريه مانتلي توتيسز انجمن سلطنتي اخترشناسي به چاپ رساندند.
اين دانشمندان با مدل سازي رفتار ستارگان در خوشه هاي ستاره اي دريافتند که اين خوشه ها محيط هايي مناسب براي ادغام سياه چاله ها هستند. در اثر اين ادغام، موج هاي خفيفي (امواج گرانشي) در فضا و زمان ايجاد مي شوند که اين امواج را مي توان با ابزارهايي در آينده اي نزديک، يعني تا سال 1394/2015، آشکار ساخت.
خوشه هاي ستاره اي در سرتاسر کهکشان خودمان و ديگر کهکشان ها وجود دارند و به عقيده دانشمندان بيشتر ستارگان درون اين خوشه ها متولد مي شوند. خوشه هاي باز کوچک تر و کم تراکم تر و سست پيوند تر از تعداد محدودي ستاره تشکيل شده اند، اين در حالي است که خوشه هاي کروي بزرگ تر و فشرده تر از چند ميليون ستاره تشيکل شده اند. ستارگان پرجرم با سرعتي نسبتاً سريع (فقط طي چند ميليون سال) سوخت هيدروژن خود را به مصرف مي رسانند و با رمبش هسته اي و انفجار ابرنو اختري لايه هاي بيروني خود را به فضا پرتاب مي کنند. هسته برجا مانده از اين انفجار سياه چاله است.
وقتي ستارگان دورن خوشه و بسيار نزديک به يکديگر قرار دارند، احتمال برخورد و ادغام بين تمام گونه هاي ستاره اي، و از جمله سياه چاله ها، بيشتر مي شود؛ با اين که در کل چنين رويدادي نادر است. سياه چاله ها به سوي مرکز خوشه ها مي روند و در نهايت هسته اي تماماً متشکل از سياه چاله ها شکل مي گيرد. در اين هسته، سياه چاله ها دچار بر هم کنش هاي گوناگوني مي شوند که گاه منجر به شکل گيري جفت هاي سياه چاله اي و گاه منجر به پرتاب سياه چاله به خارج از خوشه مي شود.
هم اکنون دانشمنداني در دانشگاه بن موفق شدند نخستين شبيه سازي از حرکت سياه چاله ها در خوشه هاي ستاره اي را بسازند. اين دانشمندان خوشه هاي ستاره اي مورد نظر خودشان را در ابر رايانه اي شبيه سازي کردند و سپس با رديابي هريک از ستاره ها و سياه چاله هاي درون آنها توانستند چگونگي تحول آن ها را محاسبه کنند.
براساس يکي از پيش بيني هاي مهم نظريه نسبيت عام اينشتين، سياه چاله هاي دو تايي باعث بي نظمي در فضا- زمان اطراف خود مي شوند و امواجي توليد مي کنند که همانا موج هاي روي سطح درياچه به فاصله اي دورتر انتقال مي يابند. اين امواج خميده در فضا- زمان را به نام امواج گرانشي مي شناسيم و هر جرمي که از آنها عبور کند موقتا دچار واپيچشي يا خميدگي مي شود. اما تاکنون هيچ کس موفق به شناسايي اين امواج نشده است.
در هسته خوشه هاي ستاره اي، سياه چاله هاي دو تايي آن قدر به هم فشرده اند که مي توان آنها را از منابع مهم امواج گرانشي محسوب کرد. اگر سياه چاله ها در منظومه هاي دوتايي ادغام شوند. پالسي قوي از امواج گرانشي به بيرون منظومه گسيل مي شود.
براساس يافته هاي جديد، نسل بعدي رصد خانه هاي امواج گرانشي، مانند رصدخانه پيشرفته تداخل سج ليزري امواج گرانشي (LIGO پيشرفته)، مي توانند هر سال ده ها رويداد اين چنيني را تا فاصله 500 ميليون سال نوري از زمين آشکار کنند. (براي قياس بهتر، فاصله کهکشان معروف آندرومدا از ما فقط 2/5 ميليون سال نوري است)
رصدخانه پيشرفته LIGO تا سال 1394/2015 راه اندازي خواهد شد و اگر اين گروه از دانشمندان دانشگاه بن درست بگويند، از آن زمان به بعد مي توانيم منتظر دوره جديد در نجوم امواج گرانشي باشيم.
به گفته يکي از دانشمندان اين طرح: «بيش از نيم قرن است که فيزيک دانان به دنبال امواج گرانشي بوده اند. اما تاکنون توانسته اند پايدار نبودن اين امواج را اثبات کنند. اگر اين ويژگي درست باشد نه تنها امواج گرانشي آشکار خواهند شد و به تبع آن نظريه نسبيت عام آزمايش مهمي را پشت سر خواهد گذاشت، بلکه به زودي ستاره شناسان با شيوه کاملاً جديدي به بررسي عالم خواهند پرداخت. به نظر مي رسد زمان آن فرار رسيده که بعد از تقريباً 100 سال که از انتشار نظريه اينشتين مي گذرد، دانشمندان بتوانند با استفاده ازاين پديده شگفت انگيز به رصد برخي از وقايع بسيار جذاب در کيهان بپردازند».
منبع: نجوم، شماره 197.
اين دانشمندان با مدل سازي رفتار ستارگان در خوشه هاي ستاره اي دريافتند که اين خوشه ها محيط هايي مناسب براي ادغام سياه چاله ها هستند. در اثر اين ادغام، موج هاي خفيفي (امواج گرانشي) در فضا و زمان ايجاد مي شوند که اين امواج را مي توان با ابزارهايي در آينده اي نزديک، يعني تا سال 1394/2015، آشکار ساخت.
خوشه هاي ستاره اي در سرتاسر کهکشان خودمان و ديگر کهکشان ها وجود دارند و به عقيده دانشمندان بيشتر ستارگان درون اين خوشه ها متولد مي شوند. خوشه هاي باز کوچک تر و کم تراکم تر و سست پيوند تر از تعداد محدودي ستاره تشکيل شده اند، اين در حالي است که خوشه هاي کروي بزرگ تر و فشرده تر از چند ميليون ستاره تشيکل شده اند. ستارگان پرجرم با سرعتي نسبتاً سريع (فقط طي چند ميليون سال) سوخت هيدروژن خود را به مصرف مي رسانند و با رمبش هسته اي و انفجار ابرنو اختري لايه هاي بيروني خود را به فضا پرتاب مي کنند. هسته برجا مانده از اين انفجار سياه چاله است.
وقتي ستارگان دورن خوشه و بسيار نزديک به يکديگر قرار دارند، احتمال برخورد و ادغام بين تمام گونه هاي ستاره اي، و از جمله سياه چاله ها، بيشتر مي شود؛ با اين که در کل چنين رويدادي نادر است. سياه چاله ها به سوي مرکز خوشه ها مي روند و در نهايت هسته اي تماماً متشکل از سياه چاله ها شکل مي گيرد. در اين هسته، سياه چاله ها دچار بر هم کنش هاي گوناگوني مي شوند که گاه منجر به شکل گيري جفت هاي سياه چاله اي و گاه منجر به پرتاب سياه چاله به خارج از خوشه مي شود.
هم اکنون دانشمنداني در دانشگاه بن موفق شدند نخستين شبيه سازي از حرکت سياه چاله ها در خوشه هاي ستاره اي را بسازند. اين دانشمندان خوشه هاي ستاره اي مورد نظر خودشان را در ابر رايانه اي شبيه سازي کردند و سپس با رديابي هريک از ستاره ها و سياه چاله هاي درون آنها توانستند چگونگي تحول آن ها را محاسبه کنند.
براساس يکي از پيش بيني هاي مهم نظريه نسبيت عام اينشتين، سياه چاله هاي دو تايي باعث بي نظمي در فضا- زمان اطراف خود مي شوند و امواجي توليد مي کنند که همانا موج هاي روي سطح درياچه به فاصله اي دورتر انتقال مي يابند. اين امواج خميده در فضا- زمان را به نام امواج گرانشي مي شناسيم و هر جرمي که از آنها عبور کند موقتا دچار واپيچشي يا خميدگي مي شود. اما تاکنون هيچ کس موفق به شناسايي اين امواج نشده است.
در هسته خوشه هاي ستاره اي، سياه چاله هاي دو تايي آن قدر به هم فشرده اند که مي توان آنها را از منابع مهم امواج گرانشي محسوب کرد. اگر سياه چاله ها در منظومه هاي دوتايي ادغام شوند. پالسي قوي از امواج گرانشي به بيرون منظومه گسيل مي شود.
براساس يافته هاي جديد، نسل بعدي رصد خانه هاي امواج گرانشي، مانند رصدخانه پيشرفته تداخل سج ليزري امواج گرانشي (LIGO پيشرفته)، مي توانند هر سال ده ها رويداد اين چنيني را تا فاصله 500 ميليون سال نوري از زمين آشکار کنند. (براي قياس بهتر، فاصله کهکشان معروف آندرومدا از ما فقط 2/5 ميليون سال نوري است)
رصدخانه پيشرفته LIGO تا سال 1394/2015 راه اندازي خواهد شد و اگر اين گروه از دانشمندان دانشگاه بن درست بگويند، از آن زمان به بعد مي توانيم منتظر دوره جديد در نجوم امواج گرانشي باشيم.
به گفته يکي از دانشمندان اين طرح: «بيش از نيم قرن است که فيزيک دانان به دنبال امواج گرانشي بوده اند. اما تاکنون توانسته اند پايدار نبودن اين امواج را اثبات کنند. اگر اين ويژگي درست باشد نه تنها امواج گرانشي آشکار خواهند شد و به تبع آن نظريه نسبيت عام آزمايش مهمي را پشت سر خواهد گذاشت، بلکه به زودي ستاره شناسان با شيوه کاملاً جديدي به بررسي عالم خواهند پرداخت. به نظر مي رسد زمان آن فرار رسيده که بعد از تقريباً 100 سال که از انتشار نظريه اينشتين مي گذرد، دانشمندان بتوانند با استفاده ازاين پديده شگفت انگيز به رصد برخي از وقايع بسيار جذاب در کيهان بپردازند».
منبع: نجوم، شماره 197.
