عجیب‌ترین سیستم دو سیاه‌چاله‌ای که تا الان دیدن! قضیه جت کج و ماوج OJ 287

میخوام یه داستان فضایی حسابی برات تعریف کنم که پر از اتفاق‌های عجیب و هیجان‌انگیزه! داستان درباره یه بلازار به اسم OJ 287 ـه که تقریباً ۴ میلیارد سال نوری از ما فاصله داره. حالا شاید بپرسی بلازار اصلاً چیه؟ بلازار همون هسته فعال یک کهکشانه که یه سیاه‌چاله غول‌پیکر وسطشه و انقدر مواد به طرفش جذب میشه که جت‌های فوق‌العاده پرانرژی تقریباً مستقیم به سمت ما میان. جت، یعنی یه پرتابه عظیم از ذرات باردار که با سرعت نزدیک به نور شلیک میشن! خلاصه بگم، بلازار یعنی نسخه تابناکتر و نورانی‌تر “کوازار” که خود کوازار هم یعنی همون هسته پرخورِ فعاله یک کهکشان.

حالا OJ 287 فرقش با بقیه بلازارها اینه که خیلی خاصه! از حدود ۱۵۰ سال پیش، یعنی حتی قبل اینکه بدونن این چیز اصلاً چیه، دانشمندا دارن نوسانات نورش رو پیگیری میکنن و دیدن که دوتا چرخه متفاوت داره: یکی حدود ۶۰ ساله و یکی هم هر ۱۲ سال یک‌بار اتفاق میفته.

ماجرای چرخه ۱۲ ساله خیلی جذابه، چون دانشمندها فهمیدن این چرخه به خاطر داشتن یه سیاه‌چاله دومیه! فرض کن یه سیاه‌چاله کوچیک‌تر با جرم حدود ۱۵۰ میلیون برابر خورشید داره دور یه سیاه‌چاله وحشتناک بزرگ‌تر با جرمی بالغ‌بر ۱۸.۳۵ میلیارد برابر خورشید میچرخه! (برای مقایسه، سیاه‌چاله وسط راه شیری کهکشون خودمون فقط ۴.۱ میلیون برابر خورشیده!)

این سیاه‌چاله کوچیک‌تر رو یه مسیر بیضی‌شکل دور اون بزرگی میچرخه و هر ۱۲ سال یه‌بار وارد دیسک مواد اطراف سیاه‌چاله اصلی میشه. “دیسک برافزایشی”، یعنی قرص مواد داغ و چگالی که به دور سیاه‌چاله می‌چرخه قبل از اینکه تو دلش فروبره. خب، هر بار که کوچیکه وارد این دیسک میشه، قسمتی از ماده رو می‌دزده و یه دیسک و جت موقتی واسه خودش می‌سازه! تو این لحظات، کل OJ 287 به یه دوقلوی کوازار تبدیل میشه و انفجار انرژی‌ش خفن‌تر از صد تا کهکشان معمولی تو یه روز میشه!

یه سری بررسی‌ها و پیش‌بینی‌ها این فرضیه رو تقویت کردن. مثلاً سال ۲۰۲۱ دقیقاً همونطور که انتظار می‌رفت، تو فقط ۱۲ ساعت، نور OJ 287 وحشتناک زیاد شد که حسابی تایید کرد ماجرای سیاه‌چاله دوم جدیه.

اما بخش جالب‌تر داستان اینجاست: جدیدترین و دقیق‌ترین عکس از جتی که از سیاه‌چاله بزرگ‌تر OJ 287 شلیک میشه (با استفاده از شبکه تلسکوپ‌های رادیویی زمین و ماهواره‌ها) گرفته شده و نشون داده این جت اصلاً صاف نیست! بلکه سه تا پیچ و خم اساسی داره!

این عکس‌ها با تلفیق تلسکوپ‌های رادیویی سراسر آمریکا (VLBA) و آنتن رادیویی روی ماهواره روسی Spektr-R گرفته شدن. ترکیب این ابزارها بهشون یه “مفصل‌نگر فوق‌العاده” داده بود (یعنی به طور مجازی اندازه تلسکوپشون ۵ برابر قطر زمینه و می‌تونن فوق‌العاده ریزبین بشن). نتیجه؟ تصویری که فقط یه سوم سال نوری اطراف مرکز OJ 287 رو نشون میده و معلوم شده زاویه جت از مرکز تا ۳۰ درجه تغییر پیدا می‌کرده و این انعطاف دقیقاً نزدیک محل تولید جت رخ میده.

همین پیچ و تاب جت، دلیلی قوی برای اینه که جاذبه سیاه‌چاله دوم روی اون تاثیر می‌ذاره و باعث میشه جت خم و دچار پیشروی محوری بشه. “Precession” یعنی حرکت گهواره‌ای یا لق‌خوردن محور جسم به خاطر نیروی خارجی.

یک اتفاق دیگه هم رخ داده: همزمان که قطعات جدید جت ساخته میشه، یه موج ضربه‌ای بوجود میاد که از اون جت عبور می‌کنه و یه سیل گامارَی با انرژی بالا آزاد میشه. این گاما ری‌ها توسط تلسکوپ‌های ناسا مثل Fermi و Swift رصد شدن.

جالبه بدونی که بعضی بخش‌های این جت به نظر میان دماشون به عدد غیرقابل باورِ ۱۰ تریلیون درجه سلسیوس میرسه! اما خب واقعیتش اینقدر داغ نیستن. این یه توهمه که بهش میگن “Relativistic Beaming” یعنی تابش نور به سمت ما به خاطر حرکت خیلی پرسرعت جت‌ها به طرف زمین شدیدتر به نظر میاد، واسه همین فکر میکنیم دماش عجیب‌غریبه.

اگه هنوز داری داستان رو دنبال میکنی، بدون که OJ 287 علاوه‌بر هیجان‌های بالا، یه آزمایشگاه عالی برای مطالعه امواج گرانشی هم حساب میشه. “امواج گرانشی” همون لرزش‌هایی هستن که از تکون خوردن اجرام بزرگ تو فضا ساخته میشن و باعث نوسان فضا-زمان میشن. دانشمندها میگن OJ 287 بخاطر همین سیستم سیاه‌چاله‌ای می‌تونه بهمون کمک کنه درباره ادغام سیاه‌چاله‌ها و امواج گرانشی بیشتر بفهمیم.

جالب اینجاست که ادغام دو سیاه‌چاله OJ 287 هنوز قراره تو آینده‌های خیلی دور رخ بده و فعلاً خبری از برخورد نهایی نیست. با این حال همین الان هم دارن امواج گرانشی ضعیف و طولانی تولید می‌کنن که هرچند فعلاً آشکارسازهای موجود نمی‌تونن شناساش کنن، شاید ابزارهای پیشرفته‌تری مثل “آرایه زمان‌بندی تپ‌اخترها” (پالسار تایمینگ اَرِی)، بتونن تفاوت‌های جزئی رو تشخیص بدن. “پالسار” یعنی ستاره‌ی نوترونی که با سرعت زیاد نور از خودش ساتع می‌کنه و پالس‌هایی منظم شبیه ساعت می‌فرسته.

در آینده، پروژه‌ای به اسم LISA (آنتن فضایی تداخل‌سنجی با لیزر مربوط به آژانس فضایی اروپایی) که قراره حوالی ۲۰۳۰ راه‌اندازی شه، می‌تونه این امواج رو برای اولین‌بار ثبت کنه!

در آخر، همه این جزئیات فوق‌العاده جذاب اخیراً تو ژورنال علمی Astronomy & Astrophysics هم چاپ شده و حالا OJ 287 رسماً به یکی از خاص‌ترین و عجیب‌ترین سیستم‌های دو سیاه‌چاله‌ای کشف‌شده تبدیل شده.

خلاصه، اگه دنبال یه رمز و راز حسابی تو فضا و سیاه‌چاله‌ها هستی، OJ 287 رسماً یکی از جالب‌ترین‌هاست که هم فیزیک نجومی و هم داستان علمی-تخیلی واقعی رو به هم وصل کرده!

منبع: +