به گزارش مجله خبری نگار،سیاهچاله به قسمتی از فضا میگویند که جرم بسیار زیادی دارد. بر اساس نظریه نسبیت عام انیشتین پس از مرگ ستارهای سنگین ناحیهای با جرم سنگین از آن باقی میماند که اگر جرم ناحیه باقیمانده، بیشتر از ۳ برابر جرم خورشید باشد، نیروی گرانشبا غلبه بر دیگر نیروها منجر به متمرکز شدن جرم شده و سیاه چاله تشکیل میشود.
جرم یک قاشق غذاخوری از سیاه چاله، ۹۰۰ میلیارد تن میباشد. سیاهچالهها با کمک نیروی جاذبه خود توانایی ربایش هرچیزی حتی نور را دارند، هر مادهای از اطراف سیاهچاله عبور کند، به صورت مارپیچی به سوی سرنوشت نامعلومی میرود و سیاهچاله آن را به درون خود میکشد.
با اینکه بیش از صد سال از ارائه نظریه نسبیت عام انیشتین گذشته، اما سیاهچالهها هنوز نیز برای ما مبهم باقی مانده اند، با این حال اطلاعات جالبی از آنها در این بخش آورده ایم که دانستن آن برایتان جالب خواهد بود.
سیاهچالهها از مرگ ستارههای بسیار سنگین مخصوصا ستارههای نوترونی متولد میشوند. ستارهها رآکتورهای همجوش عظیمی هستند که به دلیل بزرگ بودن بیش از اندازه و وجود گاز میدان گرانشی شدیدی درونشان شکل گرفته و ستاره از درون منهدم میشود.
در صورت زیاد بودن جرم کلی یک ستاره، نیروی گرانشی منجر به کوچکتر شدن شعاع ستاره شده و زمانی که شعاع ستاره تا اندازهای خاص کوچک شود، زمان روی ستاره نسبت به ناظر بیرونی متوقف میشود. این لحظه، همان زمان تشکیل سیاه چاله میباشد. این شعاع خاص را «افق رویداد» میگویند.
افق رویداد همانند دهان یک سیاهچاله است، اگر چیزی وارد آن شود، همه رویدادهایی که در فضا – زمان رخ میدهند متوقف خواهند شد و هیچ چیز، حتی نور با سرعت عجیب خود هم نمیتواند از آن فرار کند. به شعاع یک افق رویداد، شعاع شوارتزشیلد هم میگویند که بر اساس نام ستاره شناس آلمانی برگزیده شده است.
سیاه چالههایی بزرگتر نیز میتوانند از برخورد اجسام میان ستارهای متولد شوند. در نتیجه برخورد یک ستاره نوترونی و یک سیاه چاله انفجاری بزرگ رخ میدهد که منجر به تشکیل سیاه چالهای بزرگتر خواهد شد.
از طریق حرکت اجسام اطراف یک سیاهچاله آن را شناسایی میکنند. در صورتی که یک سیاه چاله از ناحیهای از فضا عبور کند، تمام اجسامی که اطراف آن وجود دارند، به درون سیاه چاله مکیده میشوند. در نزدیکی سطح سیاه چاله قطر و چگالی میدان گرانشی بسیار زیاد است. چنانچه در نمناک اشاره شده است اگر شما به سمت یک سیاه چاله نزدیک شوید، به دلیل تفاوت اندازه نیروی جاذبه روی سر شما و روی پاهایتان، بدنتان به درون سیاه چاله مکیده خواهد شد.
استفاده از امواج گرانشی یکی از راههای کشف سیاهچالهها است. هر جرم اختری از حیث شکل نامتقارن تششع، ممکن است یک منبع قابل اکتشاف مشخص به وجود آورد. با مکیده شده هر جسمی به درون سیاه چاله دمای آن به هزاران درجه کلوین میرسد و شتاب زیادی میگیرد. این اجرام امواج مختلفی را گسیل میکنند که سادهترین آن اشعه ایکس است.
اگر یک سیاه چاله حرکت مداری داشته باشد، آغاز به کشیدن فضا-زمان به دور افق رویداد میکند. این گردش فضا به دور افق رویداد را کارکُره (ergosphere) میگویند و شکل بیضی دارد. هسته ستاره متلاشی شده به عنوان مرکز سیاه چاله یا تکینگی را نقطه یکتایی و دهانه سیاه چاله را ” افق رویداد” یا Event Horizon میگویند.
هنگام عبور سیاه چاله از کنار یک ستاره، ستاره از هم پاشیده شده، به صورت دیسک در میآید و توسط سیاه چاله بلعیده میشود؛ به این فرآیند برافزایشی گفته و به دیسک بوجود آمده نیز قرص برافزایشی دیسک میگویند. زمانی که سیاهچاله ستاره را میبلعد، موادِ ستاره، شتاب گرفته و با افزایش سرعت آنها تابش پرتوهای ایکس را خواهیم داشت.
تحقیقات جدید نشان داده است که سیاه چالهها پرتوهای شدید گاما تابش میکنند، این پرتوها سبب نابود شدن ستارههای اطراف سیاه چاله و تشکیل ستارههای جدید میشود.
دو مدل سیاهچاله به نام، Schwarzschild سیاهچالههای ثابت و سیاهچالههای چرخان Kerr وجود دارند. سادهترین مدل سیاهچالههای شوارتزشیلد میباشند که هسته آنها حالت چرخشی نداشته و تنها یک تکینگی و یک افق رویداد دارند.
معمولترین مدل سیاهچالهها نیز سیاهچاله Kerr هستند که حالت چرخان دارند، زیرا ستارهای که سیاهچاله از آن به وجود آمده در حال چرخش بوده و زمان فروپاشی از هم، هسته به چرخش خود ادامه میدهد؛ به همین دلیل بعد از تشکیل سیاهچاله، چرخش بنا به قانون پایستگی تکانه زاویهای ادامه دارد.
سیاهچاله Kerr از تکینگی – هستهی ستارهی منهدم شده، افق رویداد – ورودی سیاهچاله و ارگوسفر یا کارکُره که ناحیهای است که که دور تا دور افق رویداد را پوشانده و به خاطر چرخش سیاهچاله ایجاد میشود، حد استاتیک – مرز میان ارگوسفر و فضای حقیقی تشکیل شده است.
از زمانهای گذشته کیهان شناسان معتقد بودند که سیاه چالهای با اندازه متوسط وجود ندارد و سیاه چالهها از نظر اندازه در دو دسته بندی کاملا متفاوت کوچک و بزرگ وجود دارند. قرار میگیرند. اما اطلاعات اخیر بدست آمده از رصد خانه چاندرا نشان میدهد که سیاه چالههای با اندازه متوسط نیز وجود دارند.
در کهکشان راه شیری، بین ۱۰ تا ۱۰۰۰ میلیون سیاه چاله با اندازه معمولی وجود دارد که نتیجه مرگ ستارههای سنگین هستند. این سیاهچالهها جرمی بین ۱۰ تا ۲۴ برابر خورشید دارند و ستاره شناسان آنها را با استفاده از قرص برافزایشی تشکیل شده در اطرافشان، شناسایی میکنند.
در مراکز کهکشانها و حتی در مرکز کهکشان ما سیاه چالههایی غول پیکر به نام «ابرسیاه چاله» (Supermassive Black Hole) وجود دارند که میلیونها برابر خورشید هستند که ستاره شناسان آنها را با استفاده از حرکت توده اجرام فضایی در اطرافشان شناسایی میکنند.
نحوه تشکیل ابرسیاه چالهها اینگونه است که هنگامی که ستارههای سنگین در خوشههای ستارهای با یکدیگر به صورت زنجیرهای برخورد میکنند، ستارههایی سنگینتر ایجاد میشوند و از فروپاشی شده این ستارهها سیاه چاله به وجود میآید. نهایتا خوشههای ستارهای توسط این سیاه چالهها مکیده شده و با در آمیخته شدن سیاه چاله ها، ابرسیاه چالهها را بوجود میآیند.
منبع:اینفو