باد شدید در همسایگی سیاه چاله ای نزدیک زمین

یک تیم بین المللی از اخترفیزیکدانان که پرفسور فیل چارلز از دانشگاه ساوتهمپتون نیز در میانشان دیده می شود موفق به شناسایی منبع باد شدیدی در یکی از نزدیک ترین سیاه چاله های شناخته شده به زمین شده اند. تصویر فوق یک تصویر فرضی از صفحه تجمعی اطراف سیاه چاله V404 Cygni که باد شدید ردیابی شده توسط GTC آنجا مشاهده شده است می باشد.
طی مشاهده V404 Cygni، که ژوئن سال 2015 بعد از 25 سال سکون، انفجارهای پرتلاطم را پشت سر گذاشت، تیم مزبور اندازه گیری های نوری از صفحه تجمعی سیاه چاله را با استفاده از تلسکوپ بزرگ کاناریاس (GTC) به طول 10.4 متر انجام دادند، که بزرگترین تلسکوپ نوری مادون قرمز جهان می باشد و در رصدخانه روکه د لوس موچاچوس (گارافیا، لا پالما) در جزایر قناری واقع شده است.
نتایج این مشاهدات که در ژورنال معتبر نیچر منتشر شد نشان دهنده وجود بادی از جنس ماده خنثی (هیدروژن و هلیوم یونیزه شده) می باشد که در لایه های بیرونی صفحه تجمعی شکل می گیرند و تجمع ماده را توسط سیاه چاله تنظیم می نمایند. باد مزبور که برای اولین بار در سیستمی از این دست شناسایی می شود، سرعت بسیار بالایی دارد (3 هزار کیلومتر بر ثانیه) و به همین خاطر می تواند از میدان گرانشی اطراف سیاه چاله بگریزد.
پرفسور چارلز از دپارتمان فیزیک و اخترشناسی دانشگاه ساوتهمپتون اضافه می کند: "وجود این بادها به ما امکان می دهد تا به شرح این پدیده بپردازیم که چرا انفجارها، علیرغم روشن بودن و تلاطم بسیار و هرچند که بسیار کوتاه مدت بوده و فقط دو هفته به طول انجامید، از نظر درخشش و انتشار توده هایی به شکل فورانی همچنان به تغییرات خود ادامه می دهند."
در پایان این انفجار، مشاهدات GTC نشان از وجود یک سحابی داشت که از مواد بیرون رانده شده توسط باد شکل گرفته بود.
تئو مونیز داریاس، محققی در انستیتوی اخترفیزیک قناری (IAC) و نویسنده ارشد مطالعه (که همچنین پیش از این در ساوتهمپتون و Marie Curie Fellow نیز کار می کرده است) در همین رابطه اظهار می دارد: "روشنی منبع و ناحیه تجمع بزرگ GTC به ما امکان داد تا نه تنها وجود باد را شناسایی کنیم، بلکه دست به اندازه گیری دگرگونی خصوصیات آن بر مبنای مقیاس زمانی دقیقه بزنیم. پایگاه داده حاصل شده را می توان بهترین از نوع خود دانست که برای جرمی از این دست تهیه شده است."
"انفجار V404 Cygni، به دلیل پیچیدگی و به دلیل کمیت و کیفیت بالای مشاهدات، به ما در شناخت نحوه بلعیدن مواد از طریق صفحات تجمعی سیاه چاله ها کمک می کند."
پرفسور چارلز و خورخه کاسارس از IAC دو تا از کاشفان V404 Cygni در سال 1992 و نویسندگان مطالعه اینگونه نتیجه گیری می کنند: "به نظر ما آنچه در مورد GTC در سیاه چاله V404 Cygni رخ می دهد و مشاهده شد، حداقل در سایر سیاه چاله هایی که صفحات تجمعی دارند هم روی می دهد."
V404 Cygni سیاه چاله ای با منظومه دوتایی در صورت فلکی Cygnus می باشد. در چنین منظومه هایی که کمتر از 50 عدد از آنها شناخته شده است، سیاه چاله ای که حدود 10 برابر جرم خورشید را دارد، ماده را از ستاره ای بسیار نزدیک که ستاره همراه نامیده می شود می بلعد. طی این روند مواد به داخل سیاه چاله افتاده و یک صفحه تجمعی را شکل می دهند که داغ ترین و داخلی ترین مناطقشان دست به انتشار اشعه ایکس می زند. در مناطق بیرونی می توان صفحه را در نور مرئی مطالعه نمود که بخشی از طیف قابل مشاهده با GTC می باشد.
V404 Cygni که تنها 8 هزار سال نوری از زمین فاصله دارد، یکی از نزدیک ترین سیاه چاله های شناخته شده به زمین است و صفحه تجمعی بسیار بزرگی دارد (با شعاع حدود 10 میلیون کیلومتر) که انفجارهایش را، مخصوصا در تمام طول موج ها (از قبیل اشعه ایکس، مرئی، مادون قرمز و امواج رادیویی) درخشان و روشن می سازد.
15 ژوئن 2015، V404 Cygni بعد از سکون بیش از 25 ساله خود دچار انفجار شد. طی این دوره روشنی سیاه چاله مزبور یک میلیون برابر افزایش پیدا کرد آنهم ظرف چند روز و تبدیل به روشن ترین منبع اشعه ایکس آسمان گردید. GTC مشاهدات طیف سنجی را در تاریخ 17 ژوئن از طریق فعالسازی برنامه "هدف فرصت " آغاز کرد، این برنامه توسط محققان IAC برای مطالعه همین دست رویدادها درنظر گرفته شده بود.
مشاهدات با بهره گیری از ابزار OSIRIS روی GTC انجام شدند، و طی دو هفته از انفجار و در قالب پنجره های مشاهده یک الی دو ساعته به ازای هر شب به انجام رسیدند. افزون بر این در مطالعه مزبور، مشاهدات با استفاده از اشعه ایکس توسط ماهواره های INTEGRAL و SWIFT و نیز داده های تداخل سنج رادیویی AMI انگلستان بررسی شد. 9 مجموعه از مجموعه داده های بدست آمده طی شب 27 ژوئن، با استفاده از GTC و در حضور شاه فیلیپ VI از اسپانیا انجام شد که در مشاهدات به عنوان بخشی از جشن های سی امین سالگرد مشاهدات جزیره قناری حضور داشت.