انتشار صدای سیاهچاله‌ها

انتشار صدای سیاهچاله‌ها

بیگ بنگ: از سال ۲۰۰۳، سیاهچاله مرکزی خوشه کهکشانی برساووش با صدا همراه بوده است. این امر به این دلیل است که اخترشناسان کشف کردند امواج فشاری که از سیاهچاله خارج می­‌شود موجک­‌هایی را در گاز داغ خوشه کهکشانی ایجاد می­‌کند که می­‌توانند به نُت موسیقی ترجمه شوند.

به گزارش بیگ بنگ، از آنجایی که این نُت ۵۷ اوکتاو زیر نُت C میانی است، گوش انسان نمی‌­تواند آن را بشنود. اکنون صوتی­‌سازی جدید، نُت­‌های بیشتری از این ماشین صدای سیاهچاله ترجمه کرده است.  این صوتی­‌سازی از جهاتی به هیچکدام از کارهای قبلی شباهت ندارد چون در این صوتی­‌سازی امواج صوتی واقعی کشف­ شده در داده‌­های رصدخانه پرتو ایکس چاندرا بازبینی شده­‌اند.

این باور نادرست عمومی که هیچ صدایی در فضا وجود ندارد از این واقعیت سرچشمه می‌­گیرد که بیشتر فضا اساساً از خلاء تشکیل شده است و بنابراین محیطی فراهم نمی‌­کند که امواج صوتی بتوانند در آن انتقال یابند. از طرف دیگر، خوشه کهکشانی از مقادیر انبوهی گاز تشکیل شده است که صدها یا شاید هزاران کهکشان را در برگرفته است و محیط مناسبی را برای انتشار امواج صوتی فراهم می‌­کند. در ویدئوی زیر صوتی­‌سازی داده‌های پرتو ایکس سیاهچاله مرکزی خوشه کهکشانی برساووش است.

در این صوتی­‌سازی جدید برساووش، برای اولین­‌بار امواج صوتی که اخترشناسان قبلاً شناسایی کرده بودند استخراج شده و قابل شنیدن شدند. امواج صوتی در جهت‌­های شعاعی یا به سمت خارج مرکز استخراج شدند. سپس سیگنال­‌های به­ دست ­آمده با افزایش مقیاس تا ۵۷ و ۵۸ اوکتاو بالای گام اصلی­شان مجدداً با هم تلفیق شدند تا در محدوده شنوایی انسان قرار گیرند.

به عبارت دیگر این سیگنال‌­ها ۱۴۴ کوادریلیون و ۲۸۸ کوادریلیون بار بیشتر از فرکانس اصلی­شان تقویت شدند تا برای انسان قابل شنیدن شوند. (یک کوادریلیون برابر ۱,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ است.) (با توجه به رابطه لگاریتمی، اگر فرکانس را  دو برابر کنید، ۱ اوکتاو بالاتر از فرکانس اصلی حاصل می‌شود، بنابراین ۵۷ اوکتاو بالاتر به معنی ۲۵۷  بار بیشتر از فرکانس اصلی است یا ۱۴۴ کوادریلیون بیشتر – مترجم). در ویدئوی بالا اسکن راداری تصویر به شما این توانایی را می‌­بخشد تا امواج صوتی گسیل شده از جهات مختلف را بشنوید. در تصویر بصری به دست آمده از این داده‌­ها، رنگ آبی و بنفش نشان­ دهندۀ داده‌های پرتو ایکس هستند که توسط تلسکوپ چاندرا گردآوری شدند.

علاوه بر خوشه کهکشانی برساووش، صوتی­‌سازی جدیدی از سیاهچاله مشهور دیگری نیز منتشر شده که با طول موج‌­های مختلف بدست آمده است. ده‌­ها سال بود دانشمندان سیاهچاله موجود در کهکشان ابرغول مسیه ۸۷ را مطالعه می­‌کردند، اما هنگامی که تلسکوپ افق رویداد(EHT) در سال ۲۰۱۹ برای اولین‌بار تصویری از این سیاهچاله منتشر کرد، ناگهان این سیاهچاله در دنیای علم به شهرت رسید. این صوتی­‌سازی جدید داده‌­های تلسکوپ افق رویداد را ارائه نمی­‌کند، اما در عوض از داده‌­های تلسکوپ­‌های دیگری بهره می‌­برد که کهکشان M87 را با مقیاس وسیع‌­تری تقریباً در یک زمان رصد کرده‌­اند.

عکس به دست آمده در حالت بصری از سه تصویر تشکیل شده که از بالا به پایین شامل پرتو ایکس از تلسکوپ چاندرا، نور مرئی از تلسکوپ فضایی هابل و امواج رادیویی از آرایه بزرگ میلی­متری آتاکاما در شیلی است. درخشان‌­ترین ناحیه در سمت چپ تصویر، محل کشف سیاهچاله است و ساختاری که تا بالای تصویر به سمت راست امتداد می‌­یابد فوران حاصل از سیاهچاله را نشان می­‌دهد. فوران مورد نظر با سقوط مواد درون سیاهچاله ایجاد شده است.

در این صوتی­‌سازی، تصویر سه لایه از چپ به راست اسکن می­‌شود و هر طول موج محدوده متفاوتی از تُن اصوات شنیداری را آشکار می­‌کند. امواج رادیویی پایین‌­ترین تُن صدا، نور مرئی تُن متوسط و پرتو ایکس رصد شده توسط چاندرا بالاترین تُن صدا را نمایان می­‌کنند. درخشان‌­ترین ناحیه در تصویر نمایانگر پرسروصداترین بخش صوتی‌­سازی است که اخترشناسان در آنجا سیاهچاله‌­ای را کشف کردند که جرم آن ۶.۵ میلیارد برابر جرم خورشید بود و تلسکوپ افق رویداد نیز تصویری از آن را منتشر کرد.

جالب است بدانید صوتی‌سازی اولین تصویر از ابرسیاهچاله کهکشان راه شیری به تازگی انجام شده و اکنون می‌توان به صدای این تصویر گوش داد. این یک اسکن رادار مانند است که در جهت عقربه‌های ساعت حرکت می‌کند.

 محققان امواج رادیویی را به امواج صوتی تبدیل کرده‌اند، روشنایی تصویر میزان بلندی صدا و فاصله از مرکز زیر و بمی این صوت را کنترل می‌کند. موادی که به افق رویداد نزدیک‌تر هستند سریع‌تر حرکت می‌کنند و زیر و بمی بالاتری دارند. سیاهچاله مرکزی راه شیری ظاهری دونات‌شکل دارد، اما شما می‌توانید تغییر را در سه بخش روشن‌تر آن احساس کنید. این سیاهچاله به اخترشناسان کمک کرد تا تشخیص دهند که ما سیاهچاله‌ها را تقریباً از بالا می‌بینیم.

+ لینک دانلود صدای سیاهچاله‌ها

منبع: بیگ بنگ