دانشمندان سیاه‌چاله عجیبی کشف کرده‌اند که کج می‌چرخد؛ کشفی غیرمنتظره که می‌تواند نحوه مطالعه اخترشناسان بر روی این چاله‌های کیهانی اسرارآمیز را در واقعیت تغییر دهد.

دانشمندان در مطالعه‌ای جدید که در مجله «ساینس» (Science) منتشر شده است، برای نخستین بار هم‌راستا نبودن محور چرخش سیاه‌چاله و محور مداری آن را نشان دادند، کشفی که می‌تواند درک ما از چگونگی شکل‌گیری و رفتار سیاه‌چاله‌ها را تغییر دهد.

پروفسور سوتلانا بریگینا گفت: «این کشف، الگوهای نظری کنونی مایه تردید و پرسشگری در خصوص شکل‌گیری سیاه‌چاله‌هاست.» دکتر بریگینا، اخترفیزیک‌دان و مدیر موسسه فیزیک خورشیدی لایبنیتس است که یک تیم بین‌المللی از اخترشناسان مشارکت کننده در این مطالعه را سرپرستی کرده است.

موضوع مطالعه دکتر بریگینا و تیم او MAXI J1820+070 نام دارد که سامانه‌ای دوتایی شامل یک سیاه‌چاله و ستاره همدم آن در فاصله ۱۰ هزار سال نوری از زمین است.

اغلب در چنین سامانه‌هایی گرانش قدرتمند یک سیاه‌چاله شروع به کشیدن مواد از ستاره همدم خود می‌کند. این مواد به‌تدریج هموار و تخت می‌شود و با حرکتی مارپیچی در سیاه‌چاله سقوط می‌کند، مانند چرخش آب در سوراخ راه‌آب.

این مارپیچ تخت و در حال چرخشی، که با نام قرص برافزایشی شناخته می‌شود، با صفحه مداری سیاه‌چاله و ستاره همراه آن هم‌راستا می‌شود.

اما این مواد، برخلاف حرکت آب در خروجی راه‌آب، به قدری سریع می‌چرخد که داغ می‌شود و از خود پرتوهای ایکس منتشر می‌کند.

و در مورد سیاه‌چاله‌هایی نظیر  MAXI J1820+070، برخی از مواد سقوط کرده، با این تابش‌ها مورد هدف قرار می‌گیرد و فواره‌های قدرتمندی از ماده شکل می‌گیرند که با سرعت نزدیک به سرعت نور از سیاه‌چاله به بیرون پرتاب می‌شوند. این جریان‌های ماده که فواره‌های نسبیتی خوانده می‌شوند، در امتداد محور سیاه‌چاله پخش و منتشر می‌شوند.

زمانی که دکتر بریگینا و تیم او این فواره‌های نسبیتی و نوری را که از  MAXI J1820+070 می‌آمد بررسی می‌کردند، دریافتند که محور چرخش سیاه‌چاله با محور مداری و قرص برافزایشی آن همخوانی ندارد. این دو تا حد تقریبا ۴۰ درجه ناهم‌راستا بودند که به‌مراتب بیش از میزانی است که به باور دانشمندان در چنین سامانه‌های ستاره‌ای وجود دارد.

برای استفاده از شباهت تقریبی با راه‌آب حمام، این مورد مانند آن است که به‌جای آن که فاضلاب در کف وان حمام صاف باشد، زاویه ۴۰ درجه به یک طرف داشته باشد.

پژوهشگران بر این باورند که این ناهمترازی می‌بایست در زمان شکل‌گیری سیاه‌چاله رخ داده باشد، زیرا فرایند برافزایش معمولا محور چرخش یک سیاه‌چاله و محور مداری آن را به هم‌راستا شدن نزدیک می‌کند.

بریگینا و تیم او برای رسیدن به این کشف از ابزاری خاص برای اندازه‌گیری نور قطبی، زاویه چرخش نور، که بر روی تلسکوپ نوری اسکاندیناوی (NOT) در لاپالمای اسپانیا نصب شده است استفاده کردند. اندازه‌گیری قطبش نوری که از MAXI J1820+070 آمده و تلفیق آن با بررسی‌های قبلی فواره‌های نسبیتی سیاه‌چاله، به تیم پژوهشی این امکان را داد که ناهم‌راستایی بین محور چرخش سیاه‌چاله و محور مداری آن را با دقت اندازه‌گیری کنند.

در آینده، دانشمندان در پی این خواهند بود که ببینند آیا ناهم‌راستایی‌های مشابهی در سایر سامانه‌های ستاره‌ای دوتایی وجود دارند یا نه. چنین پدیده‌ای، اخترفیزیک‌دانان را بر آن خواهد داشت که الگو‌های رفتار سیاه‌چاله‌های خود را به‌روز کنند.

دکتر بریگینا گفت: «تعیین سوگیری مداری سیاه‌چاله‌ها بر مبنای قطبش، راه جدیدی در فیزیک و در بهتر شدن درک ما از شکل‌گیری سیاه‌چاله‌ها باز می‌کند.»