به گزارش ایسنا و به نقل از انگجت، چه طور چیزی را که نامرئی است باید دید؟ تیمی از دانشمندان اخترشناس ، روش جدیدی را برای کشف سیاه چاله های کم نور یافته اند که شامل بررسی چگونگی تأثیرگذاری آنها بر نورهایی است که توسط ستاره های اطرافشان منتشر می شود.
سیاه چاله ها نور را می بلعند، بدین ترتیب مشاهده مستقیم آن ها ناممکن است. ساده ترین سیاه چاله ها برای شناسایی آنهایی هستند که یک سیستم باینری( دوتایی) با یک ستاره ایجاد می کنند. مانند سیاه چاله Cygnus X- 1 که با یک ابرغول آبی جفت شده است.
ابرغول های آبی( BSG) ابرغول هایی هستند که در رده های طیفی O و B قرار دارند. این ستاره ها پایان داغ رشته اصلی را تشکیل می دهند. این ابرغول ها جرم خود را با سرعت های زیادی یعنی بین ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه پرتاب می کنند.
با چرخش سیاه چاله و ستاره به دور یکدیگر، سیاه چاله مواد ستاره را به سمت خود می کشد و آن را فرو می برد و در این فرآیند اشعه ایکس درخشان می شود. دانشمندان میتوانند این اشعه ایکس را مشاهده کرده و رصد آن را مبنی بر وجود سیاه چاله بپندارند.
با این وجود، این روش فقط سیاه چاله هایی را نمایان می کند که به اندازه کافی به ستاره یا ستاره های اطراف خود نزدیک هستند. تصور می شود بسياري از سیاه چاله های دیگر وجود دارند که به اندازه کافی نمی توانند مواد را ببلعند و اشعه ایکس تولید کنند، بنابراین تاریک تر هستند و پیدا کردن آنها دشوارتر می شود.
مطالعه جدید نشان می دهد که چگونه می توان با استفاده از مثال یک سیستم دوتایی متشکل از یک ستاره غول پیکر موسوم به" ۲MASS J05215658+ 4359220" و یک شریک ناشناخته، این سیاه چاله های تاریک را رصد کرد.
این تیم توانست با استفاده از داده های طیف سنجی مشخص کند که این شریک ناشناخته در واقع یک سیاه چاله کم نور است.
طیف سنجی یا بیناب نمایی( Spectroscopy) به عنوان مطالعه برهمکنش بین نور و ماده نیز تعریف می شود. از لحاظ تاریخی طیف سنجی به شاخه ای از علم برمی گردد که نور مرئی برای مطالعات نظری در ساختار ماده و آنالیزهای کیفی و کمی استفاده می شد. اگرچه اخیراً به عنوان یک تکنیک جدید نه فقط برای نور مرئی بلکه برای بسیاری از اشکال تابش های الکترومغناطیسی و غیرالکترومغناطیسی مانند میکروموج ها، امواج رادیویی، اشعه ایکس، الکترون ها، فوتون ها، امواج صوتی و غیره به کار برده می شود. از انواع روش های مهم و پرکاربرد در شیمی تجزیه می توان به روش های طیف سنجی جرمی، مادون قرمز، ماوراء بنفش و رزونانس مغناطیسی هسته اشاره کرد.
طیف سنجی اغلب در شیمی فیزیک به عنوان نمونه در نوعی تصویر‌برداری ام .آر.آی و شیمی تجزیه برای شناسایی ماده از طریق طیف گسیلی یا جذبی از آنها به کار برده می شود. وسیله ای که طیف هر ماده را ثبت می کند طیف سنج یا اسپکترومتر نام دارد. طیف سنجی همچنین به فراوانی در اخترشناسی و مشاهدات از راه دور استفاده می شود. اکثر تلسکوپ های بزرگ، طیف نگار دارند که برای اندازه گیری ترکیبات شیمیایی و خواص فیزیکی اجسام نجومی یا اندازه گیری سرعت شان از طریق جابجایی داپلری خطوط طیفی شان استفاده می شود. این نوع کاربرد در مبحث طیف سنجی نجومی به تفضیل آمده است.
دانشمندان برای یافتن یک سیاه چاله پنهان، به تغییر" اثر داپلر" در ستاره ها پرداختند و آن را با روشنایی آنها در طول زمان مقایسه کردند.
اثر داپلر( Doppler effect) در فیزیک امواج می گوید که بسامد یک موج بر اثر حرکت فرستنده یا گیرندهٔ آن تغییر می کند. این پدیده را" کریستیان یوهان داپلر"( ۱۸۰۳- ۱۸۵۳ میلادی) فیزیکدان اتریشی در مقاله ای در سال ۱۸۴۲ بیان کرد. اثر داپلر در همهٔ امواج مانند امواج صوتی و امواج الکترومغناطیسی( نور) دیده می شود.
هر گاه گیرنده ای به سمت یک منبع ساکن که از خود موج صوتی می فرستد، برود، بسامد صوتی که می گیرد بیشتر از وقتی است که نسبت به منبع ساکن باشد( شنونده صدا را زیرتر می شنود) و اگر از منبع صوت دور شود، موجی را با بسامد کمتر می گیرد( شنونده صدا را بم تر می شنود). اگر منبع موج نیز از گیرنده دور یا به او نزدیک شود، بسامد صوتی که شنونده می شنود نیز به ترتیب کمتر یا بیشتر می شود.
یک تغيير قابل توجه در اثر داپلر در سیستم های دوتایی در کهکشان می تواند وجود یک منبع قوی گرانشی را نشان دهد و زمانی که درخشش یک ستاره در یک الگوی تعیین شده بالا و پایین می شود، این نشان می دهد که یک شیء بزرگ وجود دارد که به دور ستاره می چرخد که گاهی اوقات نور آن را مسدود می کند. این دو شاخص روی هم رفته نشانگر وجود سیاه چاله هستند.
دانشمندان توانستند با روش جدید دریابند که شریک ستاره" ۲MASS J05215658+ 4359220" که حدود سه برابر خورشید ما اندازه دارد، یک سیاه چاله کوچک است.
گام بعدی برای اثبات کارایی این روش این است که تیم بتواند با استفاده از همین روش سیاه چاله های مخفی بیشتری را جستجو کند.
اگر آنها در این راه موفق باشند، می توانیم ابزار جدیدی برای یافتن سیاه چاله های بی شمار در سراسر کهکشان خود داشته باشیم.
این یافته ها در مجله Science منتشر شده است.
- 15
- 2
