منو
 کاربر Online
436 کاربر online
 : نجوم
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   کاربر offline دبیر گروه نجوم 3 ستاره ها ارسال ها: 1615   در :  پنج شنبه 09 دی 1395 [04:30 ]
  ریزهمگرایی گرانشی در طول موج رادیویی در راستای شناخت سیاهچاله های ستاره ای
 

سهراب راهوار از دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف همراه همکارانش منصور کرمی و اوری برودریک Avery E. Broderick از موسسه فیزیک نظری پریمیتر و دانشکده فیزیک و نجوم واترلو و همچنین مارک رئید Mark Reid از مرکز اخترفیزیک سمیتسونین هاروارد Harvard-Smithsonian در مقاله ای که در مجله معتبر Astrophysical Journal (ApJ) چاپ کرده اند، روش جدیدی را پیشنهاد کرده اند که با آن می توان توزیع فراوانی سیاهچاله های داخل کهکشان را به دست آورد.
سرنخ این ایده جدید در پدیده همگرایی گرانشی است. طبق پیش بینی نظریه نسبیت عام اینشتین، هر جرمی در کیهان می تواند مسیر نور را منحرف کند و میزان این انحراف بیشتر از پیش بینی نظریه مکانیک کلاسیک است. این پیش بینی نظری نسبیت عام تبدیل به یکی از اولین آزمون های این نظریه شد. آزمون 29 می سال 1919 که توسط ادینگتون انجام شد، از نظر تاریخی سهم جدی در پذیرش نظریه نسبیت عام اینشتین داشت. هفده سال بعد از مشاهده ادینگتون، اینشتین در سال 1936 در مقاله ای به تشریح مسئله همگرایی گرانشی با فرض این که یک ستاره نقش لنز را داشته باشد، پرداخت. اینشتین این مقاله را با این نتیجه گیری به اتمام رساند که احتمال دیدن چنین رویدادی صفر است. یک سال بعد زویکی پیشنهاد کرد که یک خوشه کهکشانی پرجرم این بار می تواند نقش لنز گرانشی را داشته باشد.
پیش بینی زویکی در سال 1979 با مشاهده اختروش های دوقلو و ایجاد دو تصور مجزا به مشاهده منجر شد. ایجاد دو تصویر مجزا قابل تفکیک باعث شد که این نوع همگرایی را منجمان همگرایی گرانشی قوی بنامند. اما پیش بینی اینشتین اشتباه از آب در آمد: با مشاهده اثر تقویت شدت نور به دلیل وجود یک لنز ستاره ای در سال 1989 منجمان نوع متفاوتی از همگرایی گرانشی را پیدا کردند.
این نوع همگرایی را که به خاطر ضعیف بودن لنز امکان تفکیک تصویرها در آن وجود ندارد و فقط از طریق مطالعه تغییرات شدت نور می توان پی به همگرایی برد را اثر ریز همگرایی گرانشی gravitational microlensing می نامند. (این نام گذاری توسط منجم معروف لهستانی Bohdan Paczyński انجام شده است.)
از دهه 90 میلادی ریزهمگرایی گرانشی روشی جدی برای مطالعه لنزهای کوچک مانند ستاره ها، سیاهچاله های برجا مانده از پایان عمر ستاره ها و حتی ها ریز هاله های ماده تاریک شد. راهوار از دانشکده فیزیک شریف بیش از پانزده سال است که به مطالعه اثر ریز همگرایی گرانشی پرداخته است و امروز همراه همکاران بین المللی خود به دنبال یافتن سیارات فراخورشیدی با این روش است. (برای مطالعه در مورد ریز همگرایی گرانشی به عنوان ابزار نجومی می توانید به مقاله مروری راهوار مراجعه کنید.)
اما چگونه می توان پی به توزیع جرمی سیاهچاله های ستاره با استفاده از تکنیک ریزهمگرایی پرداخت؟
برای جواب به این سوال و طرح ایده جدید احتیاج به همکاری جدی و جدید با یک منجم رادیویی بود. اوری از دانشکده فیزیک و نجوم واترلو عضو تلسکوپ رادیویی آینده به اسم تلسکوپ افق Event Horizon Telescope است. تلسکوپی که قصد دارد افق سیاهچاله کهکشان راه شیری را به تصویر بکشد. اما چرا تلسکوپ رادیویی؟ تلسکوپ رادیویی که قصد شکار امواج الکترومغناطیس را در طول موج های بزرگ دارد، به منجمان این امکان را می دهد که با آرایه ای از تلسکوپ ها به قدرت تفکیک بالاتری دست پیدا کنند. تکنیک رصدهای رادیویی متفاوت از رصد اپتیکی است و شما می تواند از اثر تداخل سنجی استفاده کرده و با آرایه ای از تلسکوپ های رادیویی دهانه تلسکوپ ترکیبی خودتان را به چندین کیلومتر (و یا بیشتر )برسانید.
نتیجه بیش از یک سال کار سهراب و همکارانش ترکیب دانش نجوم رادیویی و ریزهمگرایی گرانشی بود. نتیجه این ترکیب پیشنهاد رصد رویدادهای همگرایی در طول موج رادیویی است. حال با روش جدید پیشنهادی شما می توانید هر رویداد ریزهمگرایی را تبدیل به رویداد همگرایی قوی کنید. در نتیجه دو تصویر مجزا تشکیل شده به خاطر اثر همگرایی را هر چند نزدیک به هم را می توانید با رادیوتلسکوپ ها تفکیک کنید. این بدین معنا است که شما می توانید ویژگی های لنزها را با دقت بیشتری بدانید!
قسمت آخر معما، احتیاج راهوار و همکارانش به وجود منبع رادیویی در کهکشان بود. جواب این قسمت از مسئله را نیز طبیعت خود در چنته داشت. ستاره های متغیر Mira که در طول موج رادیویی بسیار روشن هستند منبع مورد نیاز برای سیستم همگرایی هستند. منصور کرمی دانشجوی دکتری موسسه پریمیتر و دانشکده فیزیک و نجوم واترلو که نویسنده اول این مقاله است با همکارانش نشان دادند که همگرایی گرانشی که به دنبال آن هستند؛ آن چنان که در نگاه اول به نظر می رسد کمیاب هم نیست. این گروه انتظار دارند که با تلسکوپ رادیویی VLBA بتوانند از مرتبه 40 رویداد را در سال ببیند. تابع توزیع جرمی ستاره ها و مدل تحولی آن ها نیز پیش بینی می کند که 1.3 از این رویداد ها به خاطر سیاهچاله های کهکشان خواهد بود.
این پژوهش بازتاب جدی در وبگاه های خبری physorg، scienedaily و nature world news پیدا کرده است.
در گفتگویی با سهراب راهوار، وی چنین می گوید ` هیجان جدی و کشف مهم، زمانی خواهد بود که این ایده و پیشنهاد ما به صورت رصدی مشاهد شود. در این صورت اولین رویداد ریزهمگرایی گرانشی رادیویی را خواهیم دید، ریزهمگرایی که تبدیل به همگرایی قوی شده است!! ... `.
به نظر می رسد که کشف مهم دور از دسترس نباشد، با توجه به پیشرفت جدی منجمان در ساخت و به کارگیری تلسکوپ های رادیویی این مشاهده در دهه آینده قابل انجام است و شما در آینده نزدیک منجمانی را خواهید دید که درباره تابع توزیع جرمی سیاهچاله های کهکشان راه شیری با شما صحبت خواهند کرد.



نویسنده خبر: شانت باغرام
منبع: http://www.psi.ir/news2_fa.asp?id=2158

  امتیاز: 0.00