یک تیم بین‌المللی از فیزیکدانان، از جمله پژوهشگرانی از دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس، داده‌های جدیدی را گردآوری کرده‌اند که به توضیح چگونگی سقوط مواد به داخل سیاه‌چاله‌ها و نحوه آزادسازی مقادیر عظیمی از نور و انرژی توسط این محیط‌های بسیار خشن کمک می‌کند.
این گروه از یک تلسکوپ هوابُرد (سوار بر بالن) به نام XL-Calibur برای رصد Cygnus X-1، یک سیاه‌چاله شناخته‌شده که حدود ۷۰۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد، استفاده کردند. هنریک کراوتچینسکی، استاد برجسته فیزیک و عضو مرکز علوم فضایی مک‌دانل در دانشگاه واشنگتن گفت:
مشاهداتی که ما انجام دادیم توسط دانشمندان برای آزمایش شبیه‌سازی‌های کامپیوتری واقع‌بینانه‌تر و پیشرفته‌تر از فرآیندهای فیزیکی نزدیک به سیاه‌چاله مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
نحوه ردیابی نور پرتو ایکس قطبیده توسط XL-Calibur
XL-Calibur برای اندازه‌گیری قطبش نور (light polarization) طراحی شده است، که به جهت وقوع ارتعاشات الکترومغناطیسی اشاره دارد. ردیابی این جهت به دانشمندان کمک می‌کند تا ساختار و رفتار گاز و بقایای فوق‌العاده داغی که با سرعت زیاد اطراف یک سیاه‌چاله حرکت می‌کنند را درک کنند.
یک مقاله جدید در نشریه اخترفیزیکی (The Astrophysical Journal) نتایج مشاهدات Cygnus X-1 را شرح می‌دهد و دقیق‌ترین اندازه‌گیری تاکنون از قطبش پرتو ایکس سخت این سیاه‌چاله را گزارش می‌کند. این مطالعه توسط یک همکاری گسترده نوشته شده که شامل بسیاری از همکاران کراوتچینسکی در دانشگاه واشنگتن است، از جمله افریم گو، دانشجوی کارشناسی ارشد، و کان هو، همکار تحقیقاتی پسادکتری، که به عنوان نویسندگان مسئول خدمت کردند.
گو گفت:
اگر بخواهیم Cygnus X-1 را در آسمان پیدا کنیم، به دنبال یک نقطه بسیار کوچک از نور پرتو ایکس خواهیم بود. بنابراین، قطبش برای یادگیری درباره تمام اتفاقاتی که در اطراف سیاه‌چاله می‌افتد، زمانی که نمی‌توانیم عکس‌های عادی از زمین بگیریم، مفید است.
این یافته‌ها از پرواز بالن XL-Calibur در جولای ۲۰۲۴ به دست آمد که تلسکوپ را از سوئد به کانادا حمل کرد.
نتایج رکوردشکن پرواز ۲۰۲۴
علاوه بر داده‌های Cygnus X-1، تیم XL-Calibur اخیراً اندازه‌گیری‌های جدیدی از پرتوهای ایکس سخت قطبیده از تپ‌اختر خرچنگ (Crab pulsar) و سحابی باد اطراف آن، که یکی از درخشان‌ترین منابع پیوسته پرتو ایکس در آسمان است، منتشر کرد.
کراوتچینسکی خاطرنشان کرد که مأموریت ۲۰۲۴ چندین نقطه عطف فنی را به دست آورد، از جمله اندازه‌گیری‌های با کیفیت بالا از هر دو جرم ماکیان X-1 و تپ‌اختر خرچنگ.
مارک پیرس، یکی از همکاران XL-Calibur و استاد مؤسسه سلطنتی فناوری KTH در سوئد، گفت:
همکاری با همکاران در دانشگاه واشنگتن، و همچنین گروه‌های دیگر در ایالات متحده و ژاپن، در XL-Calibur بسیار ارزشمند بوده است. مشاهدات ما از خرچنگ و Cygnus X-1 به وضوح نشان می‌دهد که طراحی XL-Calibur درست است. من بسیار امیدوارم که اکنون بتوانیم با پروازهای جدید بالن، بر این موفقیت‌ها بنا کنیم.
آماده‌سازی برای پروازهای آینده و اهداف جدید سیاه‌چاله
پژوهشگران قصد دارند کار خود را در طول مأموریت بعدی XL-Calibur، که قرار است در سال ۲۰۲۷ از قطب جنوب پرتاب شود، گسترش دهند. آنها امیدوارند از سیاه‌چاله‌ها و ستاره‌های نوترونی بیشتری داده جمع‌آوری کنند، که به آنها اجازه می‌دهد طیف گسترده‌تری از محیط‌های کیهانی پرانرژی را مطالعه کنند.
کراوتچینسکی، محقق اصلی پروژه، افزود:
با ترکیب داده‌های ماهواره‌های ناسا مانند IXPE، ممکن است به زودی اطلاعات کافی برای حل پرسش‌های دیرینه درباره فیزیک سیاه‌چاله‌ها در چند سال آینده داشته باشیم.
منبع: Scitechdaily
