پروژه شگفت انگیز ۳۰۰میلیون دلاری برای ورود به سیاه‌چاله‌ها

خبرآنلاین: تلسکوپ افق رویداد (EHT) اولین تصاویر از سیاهچاله‌های کلان پرجرم را در اختیار اخترشناسان قرار داد.

اولین تصویر سیاهچاله‌ای است که در مرکز کهکشان M۸۷ و محل Sagittarius A، در کهکشان راه شیری قرار دارد. این تصاویر باورنکردنی برای اولین بار سایه‌های سیاهچاله ها را ثبت کردند. اکنون اخترشناسان هدف جدیدی در ذهن دارند.

بیشتر آنچه در اولین تصاویر می‌بینیم از نوری است که توسط گرانش باورنکردنی سیاهچاله منحرف شده‌است. اما بسیار نزدیک به این اجرام پرجرم، فوتون‌ها در واقع می توانند به دور آنها بچرخند. هر چه آنها نزدیکتر باشند، فوتون‌ها تعداد دفعات بیشتری به دور سیاهچاله‌های پرجرم می‌چرخند و این حلقه‌های فوتون تیزتر می‌شوند و این همان چیزی است که اخترشناسان امیدوارند در آینده آشکار شود.

رویکردهای نظری متفاوتی برای استخراج سیگنال حلقه فوتون از داده‌های EHT فعلی اتخاذ شده است. مشاهدات انجام شده در چند سال گذشته این اندازه گیری را اصلاح خواهد کرد. اما برای اینکه واقعا بتوان حلقه فوتون را دید، تلسکوپ باید دقیق‌تر شود و برای آن، باید به فضا رفت.

EHT یک تلسکوپ واقعا منحصر به فرد است. یک ترفند ساده در نجوم رادیویی به ما این امکان را می‌دهد که وضوح تصاویر را با داشتن دو تلسکوپ که به طور همزمان به یک جسم نگاه می‌کنند، بهبود ببخشیم. قطر موثر رصدخانه ترکیبی به اندازه فاصله بین دو تلسکوپ است. در مورد EHT، هشت تلسکوپ رادیویی در سراسر جهان از اروپا تا قاره آمریکا تا قطب جنوب گسترده شده‌است تا یک تلسکوپ به اندازه زمین ایجاد شود.

برای ساختن یک تلسکوپ بزرگتر، باید به فضا رفت. اینجاست که پیشنهاد ۳۰۰ میلیون دلاری Event Horizon Explorer (EHE) مطرح می شود: فضاپیمایی که می تواند تلسکوپ را حتی بزرگتر کند و به محققان اجازه دهد حلقه فوتون را کاوش کنند.

مایکل جانسون، اخترفیزیکدان در مرکز اخترفیزیک، هاروارد و اسمیتسونیان (CfA) گفت: «آنچه که اکنون در تلاش هستیم انجام دهیم، اجرای یک مأموریت فضایی است که وضوح تصاویر EHT را تا ۱۰ برابر افزایش دهد.»

در نشست اخیر، ۷۰ محقق در رشته های مختلف به امکان سنجی چنین ماموریتی پرداختند. برای اینکه بتواند با تلسکوپ های دیگر هماهنگ شود، باید بسیار حساس باشد و زمان بندی بسیار دقیقی داشته باشد. این باید در مدارهای پایدار باشد اما نه خیلی دور زیرا باید داده های زیادی را به زمین منتقل کند.

تشخیص حلقه فوتون نیازمند ثبت حجم عظیمی از داده ها در فضاپیما است. پیتر گالیسون، استاد دانشگاه جوزف پلگرینو در تاریخ علم و فیزیک و مدیر طرح سیاه چاله هاروارد، افزود: «ما قصد داریم از نور لیزر برای پرتو اطلاعاتی کل کتابخانه کنگره به زمین استفاده کنیم.»

فناوری هایی مانند ارتباطات لیزری در حال ظهور هستند و برخی از آنها قبلاً آزمایش شده اند و بیشتر در دست اجرا هستند. با در نظر گرفتن فناوری های فعلی و آینده نزدیک، تیم متوجه شد که این ماموریت در کوتاه مدت دور از دسترس نیست.

رصد حلقه فوتون این امکان را می دهد که ویژگی های این اجرام آسمانی باورنکردنی را بهتر درک کنیم و همچنین نظریه های بنیادی را که در مورد کیهان داریم آزمایش کنیم و شاید آنچه را که فراتر از آن نهفته است پیدا کنیم.

گالیسون افزود: «اگر یک سیاه‌چاله در حال چرخش باشد، شکل حلقه فوتون را منحرف می‌کند و آن را به شکل بیضی در می‌آورد. «اگر EHE بتواند حلقه فوتون را اندازه‌گیری کند، این یک اندازه‌گیری سنگی جامد از تأثیرات سیاهچاله در حال چرخش برای خم کردن مسیر نور خواهد بود.»