سیاهچاله ها

سیاهچاله، شوالیه ­ی تاریک کیهان !

ستارگان غول­ پیکر پس از سوزاندن تمام هیدروژن موجود در هسته­ شان، شروع به مصرف هلیوم می­کنند و اتم­ های باقی­مانده را به عناصر سنگین ­تر تبدیل می­کنند. سنگین­ ترین عنصری که در هسته ­ی ستاره تشکیل می­شود، آهن است. درواقع ستاره انرژی لازم را برای همجوشی آهن ندارد. در این لحظات ستاره برای سوزاندن هیدروژن موجود در لایه­ های بیرونی منبسط می­شود. درنهایت با تمام شدن تمام سوخت موجود در ستاره، ستاره بر روی خود فرو می­ریزد و یک انفجار ابرنواختری رخ می­دهد. اگر جرم ستاره­ ی باقی­مانده بیش از ۳ یا ۴ برابر خورشید باشد، هسته تا تشکیل تکینگی گرانشی پیش می­رود؛ این یعنی نقطه­ ای با تمام جرم ستاره­ی اولیه! گرانش این نقطه چنان شدید است که بر تمام نیروهای دیگر غلبه می­کند. تا جایی که نور هم توان گریختن از آن را نداشته باشد. این­گونه است که شوالیه­ ی تاریکی کیهان متولد می­شود.

اما تکینگی چیست؟

در مرکز سیاهچاله و شعاع صفر، مشخصه ­ی جالبی وجود دارد. در این ناحیه انحنای فضا-زمان بی­نهایت و به عبارت دیگر میدان گرانشی بی­نهایت می­شود. به این ناحیه در مرکز سیاهچاله تکینگی گفته می­شود. بر اساس نسبیت عام جرم یک سیاهچاله در تکینگی آن و مکانی با حجم صفر فشرده شده­است. این ادعا به این معناست که چگالی و گرانش این نقطه بی­نهایت است. این گرانش بی­نهایت باعث می­شود که بسیاری از معادلات فیزیکی با مسکل جدی رو به رو شوند.

سیاهچاله چقدر می­تواند بزرگ باشد؟

دانشمندان معتقد هستند که سیاهچاله­ هایی حتی به اندازه ­ی یک اتم نیز وجود دارند اما جرم این سیاهچاله­ های کوچک به اندازه­ ی کوهی بزرگ است!

نوع دیگر سیاهچاله ­ها، سیاهچاله­ های ستاره­ ای نامیده می­شوند. جرم آنان می­تواند تا ۲۰ برابر جرم خورشید باشد. احتمال دارد در کهکشان راه شیری چندین سیاهچاله­ ی ستاره­ای وجود داشته باشد.

بزرگ­ترین سیاهچاله­ ها، ابر سیاهچاله­ ها هستند. این سیاهچاله­ ها بیش از یک میلیون برابر جرم خورشید جرم دارند. دانشمندان اثبات کرده ­اند که هر کهکشان بزرگ حاوی یک ابر سیاهچاله است.

در مرکز کهکشان راه شیری ابرسیاهچاله ­ای با جرم ۴ میلیون برابر جرم خورشید وجود دارد.

دانشمندان چگونه یک سیاهچاله را ردیابی می­کنند؟

همان­طور که گفته شد سیاهچاله ­ها به دلیل گرانش قوی­شان اجازه­ی خروج و فرار نور را نمی­دهند. بنابراین نوری برای دیده شدن سیاهچاله به ما نمی­رسد. با این حال دانشمندان می­توانند اثرات شدید گرانش آن را روی ستارگان و گازهای اطراف مشاهده کنند.

هنگامی که یک سیاهچاله و یک ستاره در نزدیکی یکدیگر در حال چرخش هستند، نوری پر انرژی تولید می­شود. ابزارهای مطالعاتی می­توانند اثرات این نور را دریافت کنند. همچنین گاهی گرانش سیاهچاله می­تواند گازهای خارجی ستاره را به درون خود بکشد. در این لحظه دیسکی در اطراف سیاهچاله تشکیل می­شود که به آن دیسک پیوستگی می­گویند. هم­زمان که گاز از دیسک پیوستگی حرکت مارپیچ خود را به داخل سیاهچاله انجام می­دهد، گاز بسیار گرم می­شود. در نتیجه اشعه ­ی ایکس از تمام جهات منتشر می­شود.

منجمان از اشعه ­ی ایکس منتشر شده برای ردیابی و بررسی سیاهچاله­ ها استفاده می­کنند.