سیاهچالههایی که قرص برافزایشی آنها میلنگد!

رصدخانهی فضایی پرتو ایکس سازمان فضایی اروپا (XMM-نیوتن) وجود یک "گرداب گرانشی" پیرامون یک سیاهچاله را اثبات کرده است. این کشف که به کمک آرایهی تلسکوپی طیفسنج هستهای ناسا (نوستار، NuSTAR) انجام شده، گره از رازی میگشاید که بیش از ۳۰ سال دانشمندان را سر در گم ساخته بود، و به آنها اجازه میدهد تا از رفتار موادِ بسیار نزدیک به سیاهچالهها نقشه بردارند. این یافته همچنین دری به روی بررسیهای آینده دربارهی نسبیت عام اینشتین میگشاید. مواد به هنگام فروکشیده شدن به سوی سیاهچالهها داغ میشوند، تا جایی که پیش از فرورفتنِ ابدی در کام آن، دمایشان میتواند سر به میلیونها درجه بزند. در چنین دمایی، پرتوهای X از مواد گسیل میشود. در دههی ۱۹۸۰، اخترشناسان پیشرو با بهره از تلسکوپهای پرتو ایکسِ آن دوره دریافتند که پرتوهای ایکسی که از سیاهچالههای ستارهوارِ درون کهکشانمان میآید "چشمک میزند". این تغییرات نور با مجموعهای از الگوها رخ میدهد. با آغاز چشمک، روند کاهش و افزایش نور ۱۰ ثانیه به درازا میانجامد. با گذشت روزها، هفتهها، و ماهها، این بازهی زمانی کوتاهتر میشود تا جایی که هر نوسان نور در ۰.۱ ثانیه رخ میدهد، یعنی در هر ثانیه ی۱۰ نوسان. سپس چشمک زدن ناگهان به کلی متوقف میشود. این پدیده به نام "نوسانهای دورهای-وَش" یا QPO خوانده شدند. آدام اینگرام از دانشگاه آمستردام هلند که شناخت QPOها را برای پایاننامهی دکتری خود آغاز کرد میگوید: «این پدیده بیدرنگ به عنوان چیزی فریبنده شناسایی شد زیرا از جایی بسیار نزدیک به یک سیاهچاله میآمید.» در دههی ۱۹۹۰، اخترشناسان کم کم به این پنداشت افتادند که QPOها مربوط به یک اثر گرانشی هستند که در نظریهی نسبیت عام اینشتین پیشبینی شده بود: این که یک جرم چرخان گونهای گرداب گرانشی پدید میآورد. اینگرام میگوید: «این کمی مانند چرخاندن یک قاشق در عسل است. تصویر کنید این عسل فضاست و هر چیزی که درون عسل است به درون گردابی که توسط قاشق چرخان درست شده کشیده میشود. این در واقعیت بدین معناست که هر چیزی که دور یک جرم چرخان میگردد، حرکتش از آن تاثیر میگیرد. اگر این مدار انحراف داشته باشد (کج باشد)، حرکتی پیشاینده (تقدیمی) خواهد داشت. یعنی جهتگیری کل مدار نسبت به جرم مرکزی تغییر خواهد کرد (مدارش خواهد لنگید). زمان هر دور جابجایی این مدار و بازگشت به شرایط آغازینش به نام یک چرخهی حرکت پیشایان شناخته میشود. در سال ۲۰۰۴، ناسا "کاوشگر گرانش بی" (GP-B) را برای سنجش این پدیده که اثر "لنز-تیرینگ" نام دارد پیرامون زمین بپردازد. پس از بررسیهایی پرزحمت، دانشمندان تایید کردند که این فضاپیما باید در هر ۳۳ میلیون سال یک بار چرخهی پیشایان را کامل کند. ولی این پدیده پیرامون یک سیاهچاله به دلیل میدان گرانشی نیرومندترِ آن، بسیار چشمگیرتر است. کامل شدن چرخهی پیشایان در آنجا تنها در حد چند ثانیه یا کمتر زمان میبرد. این به اندازهای به...