سیاهچاله فوق العاده

Article

May 29, 2022

سیاهچاله های پرجرم (SMBH یا گاهی اوقات SBH) بزرگترین نوع سیاهچاله است که جرم آن در حدود میلیون ها تا میلیاردها برابر جرم خورشید (M☉) است. سیاهچاله ها دسته ای از اجرام نجومی هستند که دچار فروپاشی گرانشی شده اند و مناطق کروی شکلی از فضا را پشت سر گذاشته اند که هیچ چیز حتی نور نمی تواند از آنها فرار کند. شواهد رصدی نشان می‌دهد که تقریباً هر کهکشان بزرگی یک سیاه‌چاله بسیار پرجرم در مرکز خود دارد. به عنوان مثال، کهکشان راه شیری دارای یک سیاهچاله بسیار پرجرم در مرکز کهکشانی خود است که مطابق با منبع رادیویی Sagittarius A* است. انباشت گاز بین ستاره ای بر روی سیاهچاله های کلان پرجرم، فرآیندی است که وظیفه نیرو دادن به هسته های فعال کهکشانی و اختروش ها را بر عهده دارد. دو سیاهچاله بسیار پرجرم مستقیماً توسط تلسکوپ افق رویداد تصویربرداری شده اند: سیاهچاله در کهکشان بیضی غول پیکر مسیه 87 و سیاهچاله در مرکز کهکشان راه شیری

توضیحات

سیاهچاله های کلان جرم به طور کلاسیک به عنوان سیاهچاله هایی با جرم بیش از 0.1 میلیون تا 1 میلیون M☉ تعریف می شوند. برخی از ستاره شناسان شروع به برچسب گذاری سیاهچاله های حداقل 10 میلیارد M☉ به عنوان سیاهچاله های فوق العاده کرده اند. بیشتر اینها (مانند TON 618) با اختروشهای فوق العاده پرانرژی مرتبط هستند. حتی بزرگترها را سیاهچاله های فوق العاده بزرگ (SLAB) با جرم بیشتر از 100 میلیارد M☉ نامیده اند. اگرچه آنها اشاره کردند که در حال حاضر هیچ مدرکی مبنی بر واقعی بودن سیاهچاله های فوق العاده بزرگ وجود ندارد، آنها اشاره کردند که سیاهچاله های کلان جرم تقریباً به این اندازه وجود دارند. برخی از مطالعات نشان داده اند که حداکثر جرمی که یک سیاهچاله می تواند به آن برسد، در حالی که برافزایش دهنده نورانی است، در حدود 50 میلیارد M☉ است. سیاهچاله های ابر جرم دارای خواص فیزیکی هستند که به وضوح آنها را از طبقه بندی های با جرم کمتر متمایز می کند. اول، نیروهای جزر و مدی در مجاورت افق رویداد برای سیاهچاله های کلان جرم به طور قابل توجهی ضعیف تر است. نیروی جزر و مدی وارد بر جسمی در افق رویداد سیاهچاله با مجذور جرم سیاهچاله نسبت معکوس دارد: فردی که در افق رویداد یک سیاهچاله 10 میلیون M☉ است تقریباً همان نیروی جزر و مدی را بین سر و پاهای خود تجربه می کند. شخصی روی سطح زمین برخلاف سیاهچاله‌های جرم ستاره‌ای، تا زمانی که به عمق سیاهچاله نرسیده باشد، نیروی جزر و مدی قابل توجهی را تجربه نمی‌کنیم. علاوه بر این، توجه به این نکته که چگالی متوسط ​​یک SMBH در افق رویداد آن (که به عنوان جرم سیاهچاله تقسیم بر حجم فضای درون شعاع شوارتزشیلد آن تعریف می‌شود) می‌تواند کمتر از چگالی آب باشد تا حدودی غیرقابل تصور است. این به این دلیل است که شعاع شوارتزشیلد با جرم آن نسبت مستقیم دارد. از آنجایی که حجم یک جسم کروی (مانند افق رویداد یک سیاهچاله غیر چرخنده) با مکعب شعاع نسبت مستقیم دارد، چگالی یک سیاهچاله با مجذور جرم نسبت معکوس دارد و در نتیجه بیشتر است. جرم سیاهچاله‌ها چگالی متوسط ​​کمتری دارند. AU

تاریخچه تحقیق

داستان چگونگی پیدا شدن سیاهچاله های کلان پرجرم با بررسی مارتن اشمیت از منبع رادیویی 3C 273 در سال 1963 آغاز شد. در ابتدا تصور می شد که این یک ستاره است، اما این طیف گیج کننده بود. مشخص شد که خطوط انتشار هیدروژن هستند که به رنگ قرمز جابجا شده اند، که نشان می دهد جسم در حال دور شدن از زمین است. قانون هابل نشان داد که این جرم چندین میلیارد سال نوری از ما فاصله دارد و بنابراین باید انرژی معادل صدها کهکشان را منتشر کند. نرخ تغییرات نور منبعی که یک جرم شبه ستاره‌ای یا اختروش نامیده می‌شود، نشان می‌دهد که قطر ناحیه ساطع کننده یک پارسک یا کمتر است. چهار منبع از این قبیل تا سال 1964 شناسایی شده بودند. در سال 1963، فرد هویل و دبلیو. ا.