پیش‌بینی فوران سیاهچاله‌ها

تصویر تخیلی: سیاهچاله کوچکتر هر ۱۲ سال دو بار از میان قرص برافزایشی سیاهچاله بزرگتر می‌گذرد

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 فوران‌های ناگهانی این سیستم شده اند که هر دوازده سال دو بار اتفاق می‌افتد. این فوران‌های 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 می‌کند و در این فرآیند این مواد را به شدت داغ می‌کند.

اما این فوران‌های نورانی در فواصل کاملا منظم روی نمی‌دهند. هرچند هر ۱۲ سال دو بار فوران می‌کنند، اما فاصله میان این دو فوران از یک سال تا ۱۰ سال متغیر است. این گویای پیچیدگی مسیری است که جرم کوچکتر در اطراف همنشین خود طی می‌کند - 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 می‌پیچید و تغییر جهت می‌دهد. در سال ۱۹۹۶ ما مدلی داشتیم که کم و پیش این مسیر را پیش بینی می‌کرد. اما حالا دقیق‌تر و دقیق‌تر شده ایم. "

یکی از پارامتر‌های مهم مدل تازه انرژی‌ای است که به شکل امواج گرانشی از این سیستم ساطع می‌شود. این چروک‌ها در بافت فضا-زمان - از پیش بینی‌های 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 از بخت بلند با کمک تلسکوپ فروسرخ اسپیتزر 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 رصدخانه‌های 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 می‌شد 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 ویژگی‌های فیزیکی سیاهچاله بزرگتر به خصوص چرخش آن بود.

دانشمندانی از جمله استفان هاکینگ نظریه‌ای معروف به "بی مو" درباره سیاهچاله‌ها ارائه کرده اند. این نظریه می‌گوید که سطح یا "افق رویداد" یک سیاهچاله در طول محور چرخش آن متقارن است و هیچ دست اندازی ندارد.

گفته می‌شود 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.

پیش بینی می‌شود فوران بعدی در سال ۲۰۲۲ و بعد در سال‌های ۲۰۳۳ و ۲۰۳۴ روی دهد.