یک شبیه‌سازی جدید از منشاء زبانه‌های عجیب سیاهچاله‌ها خبر می‌دهد

سیاهچاله‌ها بر خلاف نامی که دارند، گاها موادی داغ و نورانی را به بیرون پرتاب می‌کنند و تاکنون علت دقیق این اتفاق مشخص نشده بود. اما حالا شبیه‌سازی‌های کیفیت بالا (High-Resolution) نشان می‌دهند که میدان‌های مغناطیسی پیچیده می‌تواند این حجم از انرژی را از سیاهچاله‌ها به بیرون پرتاب کند.

سیاهچاله‌ها به دلیل جاذبه بسیار زیادی که دارند، هر چیزی که در نزدیکی خود را می‌بلعند و حتی نور هم نمی‌تواند از این جاذبه فرار کند. با این وجود خروج مواد نورانی از آن‌ها چیز عجیبی به نظر می‌رسد، اما این اتفاق بیشتر اوقات رخ می‌دهد. البته این مواد از داخل خود سیاهچاله‌ها نمی‌آیند و از دیسک برافزایشی اطراف سیاهچاله به بیرون پرتاب می‌شوند. دیسک برافزایشی قرصی از مواد داغ است که به دام جاذبه سیاهچاله افتاده‌اند و در اطراف آن می‌چرخند تا بالاخره داخل سیاهچاله فرو بریزند.

در بیشتر مواقع، تلالوهای نور اطراف سیاهچاله‌ها با فروریختن غبار و گاز به درون آن‌ها ایجاد می‌شود که مواد به دام افتاده در این مسیر بسیار داغ می‌شوند و از خود نور می‌دهند. اما در سایر اوقات، نورهایی دیده می‌شود که از سیاهچاله به بیرون می‌رود که توضیح این پدیده کار سخت‌تری است.

شبیه‌سازی با دومین ابررایانه قدرتمند دنیا

در این مطالعه، منجمان با دومین ابررایانه قدرتمند دنیا و میلیون‌ها ساعت محاسبات رایانه‌ای توانستند دقیق‌ترین شبیه‌سازی از این پدیده را انجام دهند. کیفیت این شبیه‌سازی هزار برابر بیشتر از شبیه‌سازی‌های قبلی است که تصویر واضح‌تری از این زبانه‌های نورانی ارائه می‌دهد.

این شبیه‌سازی نشان داد زمانی که مواد به داخل سیاهچاله فرومی‌ریزند، خطوط میدان مغناطیسی اطراف سیاهچاله را نیز با خود می‌کشند. این خطوط میدان در نزدیکی افق رویداد (event horizon) کنار هم جمع می‌شوند تا اینکه در جایی از ورود مواد به داخل سیاهچاله جلوگیری می‌کنند. فشار موادی که در تلاش‌اند تا درون سیاهچاله فرو بریزند، خطوط میدان را تا جایی فشرده می‌کنند که به سمت داخل سیاهچاله یا به بیرون آن جهت‌گیری کنند.

وقتی که خطوط میدان خلاف جهت هم به یکدیگر نزدیک می‌شوند، به هم می‌پیوندند و انرژی خود را به پلاسمای داغ محیط منتقل می‌کنند. با این اتفاق، برخی از ذرات به داخل سیاهچاله فرو می‌ریزند، اما برخی دیگر به خارج از آن پرتاب می‌شوند که به شکل زبانه‌ای نورانی دیده می‌شود.

با این حال، مواد خارج شده با این نیروی بازپیوند مغناطیسی ممکن است کاملا از سیاهچاله دور نشود و در مداری به اطراف آن بچرخد. به علاوه، این مطالعه نشان داد که این زبانه‌ها می‌توانند با دوره تناوب خاصی به وجود آیند. انرژی میدان مغناطیسی به وجود آمده پس از مدتی کاهش پیدا می‌کند و مدت زمانی طول می‌کشد تا دوباره انرژی مورد نیاز را به دست آورد. داده‌های تلسکوپ فضایی جیمز وب می‌تواند صحت این مطالعه را تایید کند و از دنیای سیاهچاله‌ها بیشتر به ما بگوید.