سرعت بزرگنمایی سیاهچاله‌ها چقدر میتواند باشد؟

به گزارش مجله خبری نگار، بر اساس شبیه سازی‌های برخورد بین این اجرام شدید، این حداکثر سرعتی است که سیاهچاله‌ها پس از یک برخورد پرانرژی می‌توانند به آن دست یابند. این میزان بسیار سریعتر از محاسبات قبلی است و نشان می‌دهد؛ در حالی که هنوز چیز‌های زیادی برای یادگیری در مورد نحوه برخورد سیاهچاله‌ها وجود دارد، اما به درک این رویداد‌های خشونت آمیز و پیامد‌های آن‌ها نزدیک‌تر می‌شویم.

محققین جیمز هیلی (James Healy) و کارلوس لوستو (Carlos Lousto) از موسسه فناوری روچستر می‌گویند: ما توانسته ایم برآورد دقیقی از پس زدن نهایی، محصول برخورد انرژی بالا دو سیاهچاله ارائه دهیم.

هیلی توضیح می‌دهد: برون‌یابی به چرخش‌های شدید ما را به تخمین مقدار ۲۸۵۶۲ ± ۳۴۲ کیلومتر در ثانیه برای پس‌زدگی نهایی رسانده است، بنابراین آن را در حدود کمتر از ۱۰ درصد سرعت نور قرار می‌دهد.

او می‌گوید: هنگامی که دو سیاهچاله با هم ادغام می‌شوند، محصول نهایی لزوماً در نهایت به جای نشستن در موقعیت مداری اولیه کهکشانی به عنوان دوتایی ختم نمی‌شود. این برخورد، بسته به انرژی آن، می‌تواند پس‌زنی ایجاد کند که سیاهچاله نهایی را در مسیر و سرعت جدیدی به حرکت در می‌آورد. این موضوع زمانی اتفاق می‌افتد که انرژی گرانشی به طور نابرابر توزیع شده و مقدار بیشتری در یک جهت ساطع می‌شود.

تخمین‌های قبلی حداکثر سرعتی را که می‌توان از این اثر به دست آورد، در حدود ۵ هزار کیلومتر در ثانیه اعلام کرد.

تا به امروز، یک سیاهچاله سریع شناسایی شده است که دانشمندان فکر می‌کنند محصول یک ضربه پس زدن بوده است که با سرعتی در حدود ۱۵۴۲ کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کند. اما تعریف محدودیت‌های این فرآیند می‌تواند به اخترشناسان کمک کند تا بفهمند که این فرآیند چقدر اتفاق می‌افتد.

هیلی و لوستو از یک ابر رایانه برای انجام ۱۳۸۱ شبیه سازی عددی کامل از برخورد بین دو سیاهچاله هم جرم با چرخش‌های مخالف در امتداد صفحه مداری آن‌ها استفاده کردند. به این ترتیب آن‌ها به حداکثر سرعت خود یعنی ۲۸۵۶۲ کیلومتر در ثانیه رسیدند که معادل بیش از ۱۰۰ میلیون کیلومتر در ساعت است.

گفتنی است که سریعترین جسمی که تاکنون توسط انسان ساخته شده است، کاوشگر خورشیدی پارکر است که در سال ۲۰۲۱ به سرعت ۱۶۳ کیلومتر در ثانیه رسید.

هیلی و لوستو در پایان خاطرنشان کردند که چرخش و جهت گیری سیاهچاله‌ها در شبیه سازی آن‌ها برای سرعت ضربه به دست آمده حیاتی است. محققان قصد دارند نقش چرخش را با جزئیات دقیق تری در مقاله آینده بررسی کنند.

شرح کامل این تحقیق در مجله تخصصی Physical Review Letters منتشر شده است.