سرعت چرخش سیاهچاله ها

تحقیقات جدید نشان می دهند که سرعت چرخش سیاهچاله ها از مرز های پیش بینی شده در فرضیه نسبیت فراتر می رود.  

ممکن است این هیولاهای آسمانی با سرعت بسیار بالا چرخش کنند به گونه ای که این سرعت به حداکثر میزان در نظر گرفته شده در فرضیه نسبیت انیشتین نزدیک شده باشد. این یافته ها نتیجه رصد های نه کهکشان غول آسا با استفاده از تلسکوپ پرتو ایکس چاندرا سازمان ناسا هستند.

این یافته پیشنهاد می

کنند که این چاه های گرانشی غول آسا در هر روز یک دور کامل می چرخند. ممکن است این چرخش زیاد سریع به نظر نرسد اما این میزان سرعت برای چنین اجرامی با این اندازه بسیار سریع است. یکی از پژوهشگرانی که در این تحقیق شرکت دارد می گوید" چرخش سیاهچاله ها کلید معما های علم اختر فیزیک را در اختیار دارد. این چرخش ها می توانند چگونگی تولد سیاهچاله ها ، رشد آنها و همچنین چگونگی عملکرد انفجارهای پرتو گاما را روشن کنند."

 یک سیاهچاله که با سرعت زیاد می چرخد فضا را نیز به چرخش در می آورد. این تاثیر ، زمانیکه با گاز در حال جریان به سوی سیاهچاله می پیوندد میدان مغناطیسی را ایجاد می کند که مقدار بسیار زیادی از گاز را بصورت یک فوران پرسرعت و پر انرژی از مجاورت سیاهچاله به اطراف پرتاب می کند. مقدار انرژی که این فورانها در هر ثانیه آزاد می کنند پنجاه برابر انرژی است که خورشید ما در یک سال بصورت پرتو آزاد می کند. سیاهچاله ها حتی با فشرده ساختن شکل گیری ستاره ها در رشد کهکشانها تاثیر می گذراند. 

 سرپرست این گروه از پژوهشگران می گوید" چرخش سیاهچاله ها بین نود درصد تا صد درصد از حداکثر میزان مجاز در فرضیه نسبیت است. این بدان معنی است که بزرگترین سیاهچاله های موجود در مرکز کهکشانهای غول آسا با چرخشهای بزرگ مرتبط هستند". 

فعالیت "گسترده" آتشفشانی بر سطح سیاره عطارد

تصاویری که فضاپیمای "Messenger" اخیرا از عطارد گرفته است

 شواهد فعالیت "گسترده" آتشفشانی بر سطح این سیاره را آشکار می کند. 

Messenger  روز 14 ژانویه از فاصله 200 کیلومتری نزدیک ترین سیاره منظومه شمسی به خورشید گذشت.

کاوشگر مارینر 10 که در دهه 1970 تهیه شده بود تنها شواهد سستی از فعالیت آتشفشانی روی این سیاره فراهم کرده بود.به علاوه در جریان ماموریت مارینر تنها 45 درصد سطح عطارد نقشه برداری شده بود؛ مسنجر تاکنون 30 درصد دیگر سطح سیاره را عکس برداری کرده است. دکتر شان سولومون، دانشمند اصلی ماموریت مسنجر، گفت: "این پرواز به ما اجازه داد بخشی از سیاره را که هرگز توسط فضاپیماها دیده نشده بود ببینیم، و فضاپیمای کوچک ما معدن طلایی از داده های مهیج ارسال کرده است." لوئیس پراکتر، دانشمند دیگر این ماموریت از آزمایشگاه فیزیک کاربردی در دانشگاه جانز هاپکینز در مریلند، در مورد شواهد مربوط به فعالیت آتشفشانی عطارد گفت: "فکر می کنم شک کمی در میان اعضای تیم ما هست که فعالیت آتشفشانی گسترده ای در عطارد وجود داشته است."

دانشمندان به یک حوضه آکنده از گودال ها اشاره کردند که پوشیده از مواد صاف بود که احتمالا نشانگر جاری شدن مواد آتشفشانی است.فضاپیمای مسنجر همچنین یک نمای کوچک روی عطارد که دانشمندان "عنکبوت" نامیده اند را کشف کرد. این نما هرگز روی عطارد دیده نشده بود و چیزی شبیه به آن روی کره ماه نیز رؤیت نشده است. "عنکبوت" در میان یک گودال بزرگ به نام "کالوریس" قرار دارد و متشکل از بیش از یک صد شیار با مصدری صاف است که به صورت شعاع هایی از کانون یک گودال 40 کیلومتری نشات می گیرند. "مسنجر" پیش از آنکه در سال 2011 در مدار این سیاره قرار گیرد باید دو بار دیگر از کنار عطارد گذر کند.این نخستین فضاپیمایی است که طی 33 سال گذشته از فاصله نزدیک از آن دیدن کرده است. ماموریت "مارینر 10" در مارس 1975 برای سومین بار از نزدیک عطارد گذشت. این فضاپیمای آمریکایی در جریان گذر ماه جاری بیش از 1300 عکس تهیه کرده و رصدهای دیگری انجام داد.تصور می شود کلیه سیارات خاکی منظومه شمسی - زمین، مریخ، عطارد و زهره - در فرآیندی مشابه به طور همزمان شکل گرفته باشند اما عطارد کمی غیرعادی است.

چگالی این سیاره چنان بالاست که بیش از دو سوم جرم آن باید از فلز آهن تشکیل شده باشد.این سیاره همچنین آنقدر به خورشید نزدیک است که اختلاف دمای روز و شب آن در ناحیه استوایی بیش از 600 درجه است؛ و با این حال احتمال دارد آب-یخ در گودال های عمیق قطبی آن که در سایه دائمی هستند وجود داشته باشد.

شباهت سیاه چاله های کوچک و بزرگ

 

تیمی از اخترشناسان انگلیسی پس از مطالعه شمار زیادی از سیاه چاله های کوچک و بزرگ با بهره گیری از کاوشگر زمان سنج پرتو ایکس روسی و رصد خانه پرتو ایکس ایکس.ام.ام نیوتن، دریافتند که صرف نظر از اندازه سیاه چاله ها ،فرایند بلعیدن مواد در همه آنها یکسان است. 

 

اخترشناسان برای سال ها به جستجوی شباهت های گونه های مختلف سیاه چاله ها از جمله سیاه چاله هایی با جرم ستاره ای، سیاه چاله های بزرگ و سیاه چاله های ابر پرجرم  در هسته فعال کهکشانی (AGN) پرداخته اند.

سیاه چاله به طور اساسی و مشابه از یکدیگر متمایز اند و متناسب با جرم سیاه چاله، افزایش مقیاس خواهیم داشت.بنا بر این محققین پیشنهاد کردند مطالعه سامانه های عظیمی-سیاه چاله ها- که درخشان تر و سریع تر می باشند، می توان رفتار (AGN) را در مقیاس زمانی کیهانی تعیین نمود.

پروفسور این مک هاردی مدیر پروژه تحقیقاتی از دانشگاه سات همپتون در این باره می گوید:با مطالعه نوسانات پرتو های ایکس گسیل شده از سیاه چاله ها دریافتیم که، فرایند بلعیده شدن مواد –هنگامی که سیاه چاله مواد اطراف را به داخل خود می کشاند-در همه سیه چاله ها با هر اندازه ای یکسان است و (AGN) در واقع سیاه چاله های عظیمی هستند که افزایش مقیاس یافته اند.علاوه بر این ما دریافتیم که تغییر در گسیل پرتو های ایکس در این اجرام ، تا حد زیادی به پهنای خطوط مرئی گسل پرتو از سیاه چاله بستگی دارد.

نمایی خیالی از یک سیاه چاله

 

مک هاردی می افزاید: یافته های اخیر نقش بسزایی در درک ما از انواع مختلف هسته های فعال کهکشانی (AGN)دارا می باشد، چرا که این اجرام با توجه به پهنه خطوط پرتو های گسیل شده دسته بندی می شودند. بنابر این خطوط باریک کهکشان های سیفرت (Seyfert) هستند .اگر چه که این کهشان ها اغلب غیرعادى تصور می شودند، اما در واقع تفاوتی با (AGN) ها ندارند و فقط جرم آنها نسبت به سرعت بلعیده شدن  مواد ، کمتر است.

تحقیقات نشان داد که ویژگی مقیاس زمانی ،به طور خطى با جرم سیاه چاله تغییر می کند، اما با سرعت بلعیده شدن مواد-هنگامی که با حداکثر سرعت ممکن بلعیده شدن مواد اندازه گیری می شود- نسبت عکس دارد.این امر خود گویای این حقیقت است که فرایند بلعیده شده مواد در همه سیاه چاله ها با هر اندازه ای مشابه است.با اندازه گیری خصوصیت مقیاس زمانی و سرعت بلعیده شده مواد، تیم تحقیقاتی دریافت که با چنین رابطه ساده ای می توان جرم سیاه چاله را به آسانی تعیین نمود، در حالیکه در روش های دیگر برای نمونه(AGN) های تیره و یا جستجوی جرم میانگین سیاه چاله ها کاری بسیار مشکل است.

مک هاردی در پایان خاطر نشان کرد که بلعیده شده مواد توسط سیاه چاله مقادیر زیادی پرتو ایکس از نزدیکی این جرم ساطع می نماید.بنابر این بررسی نوسانات پرتو های ایکس گسیل شده و زمان –تحت عنوان منحنی نور پرتو ایکس- ما را قادر می سازد تا به بررسی دقیق رفتار سیاه چاله ها بپردازیم.

بیش از دو دهه این گونه تصور می شود که خصوصیت مقیاس زمانی را می توان در منحنی نور سامانه (سیاه چاله) های عظیم مشاهده کرد. مقیاس زمان بسیار کوتاه بوده(کوچک تر از یک ثانیه (< second و فقط در رصد های کوتاه قابل مشاهده است. جستجوی مقیاس های زمانی یکسان در (AGN) ها فرایندی بسیار پیچیده و زمان بر است و باید ماه ها و سال ها وقت صرف کرد.

نتایج این تحقیقات که به رهبری مک هاردی و همکارانش از جمله دکتر المر کوئردین،دکتر کریستین کینگ، پروفسور راب فندر و دکتر فیل آتلی از دانشگاه آمستردام ارائه گردید،در ماه نوامبر سال جاری میلادی در مجله نیچر به چاپ رسید

یکی از پر سرعت ترین ستاره ها

یکی از پر سرعت ترین ستاره هائی که تا بحال توسط دانشمندان مشاهده شده فرضیه های موجود در مورد علت سرعت خیره کننده خود را به چالش

کشانده است.  
 این گلوله توپ کیهانی که یک ستاره نوترونی به نام  RX J0822-4300  است توسط رصد خانه پرتو ایکس چاندراه کشف شد.

 دانشمندان با استفاده از مشاهدات 5 ساله چاندرا نشان دادند که این ستاره سرکش با کج کردن مسیر خود در حال دور شدن از Puppis  است. Puppis  بقایای ابر نواختری است که حدود 2700 سال پیش لز انفجار یک ستاره بجای مانده است.  این ستاره نوترونی با سرعتی حدود چهار و هشت میلیون کیلومتر در حال خارج شدن از کهکشان راه شیری است.  

 رابرت پتره ، اختر شناس مرکز پروازهای فضائی گودارد ناساس می گوید" این ستاره نوترونی درست بعد از تولد یک بلیط یکطرفه به سمت خارج از راه شیری گرفته است." وی اضافه می کند که اختر شناسان ستاره های دیگری را مشاهده کردند که از کهکشان به بیرون پرتاب شدند ولی هیچکدام سرعت این ستاره نوترونی را نداشته است.

 

ستاره های پر سرعت دیگری در کهکشان راه شیری وجود دارند که توسط ابر سیاهچاله موجود در مرکز کهکشان با سرعتی معادل یک سوم سرعت این ستاره و به سمت فضای بین ستاره ای پرتاب شدند.

 

اما این ستاره نوترونی توسط انفجار ناموزون ابرنواختر به بیرون پرتاب شده و به این سرعت رسیده است. این ستاره تا بحال 20 سال نوری مسافرت کرده و میلیونها سال طول خواهد کشید تا از پهنه کهکشان خارج شود.

 

با وجود استفاده از مدلهای رایانه ای پیشرفته برای مشابه سازی اینکه چگونه یک موشک ستاره ای مانند این شکل می گیرد ، دانشمندان هنوز دلیل آن را نمی دانند.  

 

جزئیات تحقیقات پتره در شماره اخیر مجله اختر فیزیک چاپ شده است.

فضاپیمای اروپایی ونوس اکسپرس

فضاپیمای اروپایی ونوس اکسپرس نشانه هایی از رخ دادن صاعقه در جو زهره یافته است به این ترتیب به شرایط خاص این سیاره مانند حرارت وفشار بالا صاعقه نیز اضافه شده واز لحاظ صاعقه وتخلیه الکتریکی سیاره در کنار سیارات زمین مشتری و زحل قرار گرفته است.

فضاپیمای اروپایی ونوس اکسپرس نشانه هایی از رخ دادن صاعقه در جو زهره  یافته است ٬به این ترتیب به شرایط خاص این سیاره مانند حرارت وفشار بالا صاعقه نیز اضافه شده واز لحاظ صاعقه وتخلیه الکتریکی سیاره در کنار سیارات زمین مشتری و زحل قرار گرفته است..طی سه دهه گذشته دانشمندان همواره بیان می کرده اند که سیاره زهره دارای صاعقه در اتمسفرش می باشد- حتی در سال 1978 یکی از فضاپیماهای ناسا نشانه هایی  از فعالیت الکتریکی گزارش نمود اما بدلیل تداخل امواج با امواج مصنوعی کسی نمی توانست با قاطعیت وجود آنرا تایید کند.

اکنون یک آنتن مغناطیسی ساخت اطریش که روی فضاپیمای ونوس اکسپرس نصب شده  وجود صاعقه هایی را تایید کرده است  که حتی احتمالا" از صاعقه های زمینی شدیدتر وفراوانتر هستند.اندازه گیری ها هرروز به مدت 2 دقیقه که فاصله فضاپیما تا سیاره  به حداقل می رسیده انجام می شده است.

این یافته بسیار مهم است چراکه صاعقه می تواند خواص شیمیایی وترکیب جو را تغییر دهد واز این به بعد دانشمندان در مطالعه جو وآب وهوای زهره و ارائه تئوریهای جدید بعلاوه فضاپیماهایی که در آینده به آنجا سفر می کنندباید آنرا در نظر بگیرند. صاعقه ها از نوع ابر به ابر بوده ودر ارتفاع 5 مایلی از سطح رخ می دهند.به دلیل اینکه غلظت جو زهره حدود 100 بار از جو زمین غلیظ تر بوده وآسمان ابرآلود است این صاعقه ها از سطح زهره پیدا نیستند.

نکته مهم این است که صاعقه می تواند موجب شکسته شدن مولکولهای جو واحیانا" ترکیب مجدد قطعات حاصله  با مولکولهای دیگر جوی  وتشکیل مولکولهای جدید بشود.فرآیندی که بنابه نظر بسیاری از دانشمندان می توانسته به شکل گیری حیات درزمین منجر شده باشد.

صاعقه های سیاره زهره از یک لحاظ با بقیه سیارات متفاوت است چراکه در آنجا صاعقه ارتباطی با ابرهای از جنس بخار آب ندارد بلکه همراه با ابرهای از جنس اسید سولفوریک است.

فضاپیما حدود 7 ماه دیگر که معادل 2 روز زهره ای است به مشاهدات خود از سیاره خواهد پرداخت.طی این مدت به جستجوی تابش احتمالی مادون قرمز ناشی از جریانات لاوا(مواد مذاب) در سیاره نیز خواهد پرداخت.در سال 2010  یک فضاپیمای ژاپنی بانام (Venus Climate Orbiter ) به سیاره رسیده و می توان به مقایسه داده ها  پرداخت.

در حال حاضر در حدود 250 دانشمند ومتخصص اروپایی در پروژه ونوس اکسپرس همکاری دارند.علاوه بر این متخصصانی از ناسا ٬از ژاپن وروسیه نیز در آن مشارکت دارند.(عکسی که مشاهده می نمایید شکلی خیالی از صاعقه ها می باشد که توسط یک هنرمند ایجادشده است)

منبع » http://www.nasa. gov/vision/ universe/ solarsystem/ venus-20071128. html