فهرست مطالب
پژوهشگران با استفاده از دو ابررایانه، دقیقترین مدل شبیهسازی جذب ماده توسط سیاهچاله را ساختهاند که رفتار این اجرام را با دقت بیسابقه بازتولید میکند.
به گزارش سرویس علمی تکناک، این گروه از اخترفیزیکدانان محاسباتی با بهرهگیری از ابررایانههای قدرتمند Frontier و Aurora، این شبیهسازی را انجام دادند. این موفقیت که بر میراث چند دهه پژوهش درباره سیاهچالهها استوار است، افق تازهای برای شناخت این غولهای کیهانی گشوده است که در مرکز بیشمار کهکشان جای گرفتهاند.
روش شبیهسازی جذب ماده توسط سیاهچاله
این تیم با کمک موسساتی مانند Institute for Advanced Study و Flatiron Institute شبیهسازی فرایند جذب ماده توسط سیاهچالهها را انجام داده است. لیژهونگ ژانگ، نویسنده اصلی تحقیق بیان کرد که این نخستینبار است همه فرایندهای کلیدی جذب ماده با دقت کامل در مدل وارد میشود و نتیجه آن بازتولید رفتارهایی است که در آسمان نیز مشاهده میکنیم؛ گویی این سیستمها نه با تلسکوپ، بلکه با رایانه «مشاهده» شدهاند. فرایند جذب ماده که باعث افزایش جرم سیاهچاله میشود، قرصی داغ و چرخان را پیرامون آن ایجاد میکند؛ ساختاری که برای نخستینبار توسط تلسکوپ افق رویداد در سال ۲۰۱۹ ثبت شد.
حتما بخوانید: سفر به سیاهچاله ممکن است تنها ۷۰ سال طول بکشد
با توجه به ابعاد حیرتآور برخی سیاهچالهها، مدلهای گذشته ناچار به استفاده از تقریبها بودهاند، اما روش جدید نشان میدهد که این سادهسازیها بازتابدهنده رفتار واقعی پرتوها نیست و میتواند مسیر تحلیل را دگرگون کند.
بیشتر بخوانید: کشف قدرتمندترین درخشش یک سیاهچاله در تاریخ بشر + ویدیو
الگوریتم سیاهچالهها
تیم پژوهشی با اتکا بر دههها تجربه، مجموعهای از الگوریتمهای نوین طراحی کرده است، که امکان مدلسازی دقیق جذب ماده توسط سیاهچاله را بدون استفاده از تقریبهای رایج فراهم میکند. به گفته لیزهونگ ژانگ، این تنها روشی است که پرتو را همانگونه که در چارچوب نسبیت عام رفتار میکند، بازنمایی میکند. تمرکز تحقیق بر سیاهچالههایی با جرمی حدود ده برابر خورشید است؛ اجرامی که برخلاف همتایان فوقپرجرم خود در مقیاس زمانی چند ساعت یا حتی چند دقیقه دگرگون میشوند و بنابراین برای رصد تحول آنها ایدئال هستند. مشاهدات نشان میدهد که ماده در مسیر سقوط، قرصی پرآشوب و سرشار از تابش تشکیل میدهد، که بادها و جتهای قدرتمندی را پدید میآورد و مدل ارائهشده تطابق چشمگیری با طیفهای مشاهدهشده دارد.
پیشنهادی: آیا سیاهچالهها می توانند تونلهایی به نقاط دیگر فضا-زمان باشند؟
این محاسبات روی ابررایانههای Frontier و Aurora صورت گرفته است؛ دستگاههایی که از قدرت پردازشی بیسابقهای برخوردار هستند. جیمز استون، همکار مقاله بیان کرد که ارزش این پروژه در تلفیق ریاضیات پیشرفته، نرمافزارهای پیچیده و دسترسی به بزرگترین ابررایانههای جهان است و اکنون چالش اصلی، استخراج و تفسیر دانش نهفته در این دادهها میباشد.
این تحقیق در شماره جدید The Astrophysical Journal منتشر شده است.
