پژوهشگران با بهره از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای و داده‌های تازه‌ی آرایه‌ی بزرگ میلیمتری/زیرمیلیمتری آتاکاما (آلما) پی برده‌اند که حلقه‌های گاز پیرامون ابرسیاهچاله‌های فعال به شکل یک چنبره‌ی ساده نیستند، بلکه گازهایی که از مرکز بیرون می‌زنند با گازهایی که به سوی ابرسیاهچاله کشیده می‌شوند برهم‌کنش انجام داده و یک الگوی گردشی و پویا، مانند فواره‌های پارک‌ها پدید می‌آورند.
آرایه میلیمتری بزرگ آتاکاما (به انگلیسی: Atacama Large Millimeter Array) معروف به آلما، نام یک پروژه مهم نجوم رادیویی است که در تاریخ ۲۴ اسفند ۹۱ در مناطق بیابانی آتاکاما در شیلی رسماً راه اندازی شد.
در فلات بزرگ چاجنانتور در صحرای آتاکاما شیلی، رصدخانه جنوبی اروپا در حال ساخت تلسکوپی با آخرین پیشرفت‌ها برای بررسی نور ساطع شده از برخی اشیاء سرد در جهان است. این نور طول موجی نزدیک میلی‌متر، بین نور فروسرخ و امواج رادیویی دارد، و از اینرو به عنوان اشعه میلیمتری و ریز میلیمتری شناخته می‌شود.
طول موج‌های این نور ساطع شده از ابرهای عظیم سرد در فواصل میان ستاره‌ای، در نتیجه درجه حرارتی فقط کمتر از ۱۰ درجه بالای صفر مطلق، و برخی به واسطه قدمت و فاصله بیشتر از کهکشان در گیتی است. منجمان می‌توانند این را برحسب حالات شیمیایی و فیزیکی ملوکولی در ابرها، تراکم ناحیه‌های گاز و گرد و غبار مکانی که ستاره جدید در حال تولد هست استفاده و بررسی کنند. اغلب، این ناحیه‌ها در گیتی سیاه و کدر در نور مرئی هستند، اما آنها به روشنی در طول موج میلیمیتری و ریز میلیمتری از طیف تابش دارند. پرتوهای میلیمتری و ریز میلیمتری پنجره‌ای را به سوی معمای سرد گیتی می‌گشایند، اما سیگنال‌ها در فضا به واسطه وجود بخار آب زیاد در اتمسفر زمین جذب می‌شوند. به همین خاطر است که تلسکوپ‌ها برای این نوع بررسی نجومی باید در بالا و محلی خشک ساخته شوند و ۵۱۰۰ متر بالای فلات در چاجنانتور علت برگزیدن ESO است.
اینجا، علاوه بر شرکا بین‌المللی، رصدخانه جنوبی اروپا در حال ساخت آلما با آرایش میلیمیتری و ریز میلیمیتری عظیم در آتا کاما است. آلما مکانی است تقریباً ۵۰ کیلومتری شرق سن پدرو ی آتاکاما در شمال شیلی، صحرای آتاکاما یکی از خشک‌ترین مکان‌ها بر روی زمین است. منجمان به دنبال شرایط بی‌نظیر برای رصد هستند، اما آنها بایستی در یک رصد خانه مرزی که شرایط مختلف خیلی کمتری دارد عمل کنند. چاجنانتور بیش از ۷۵۰ متر بالاتر از رصدخانه‌های «مانا کیاً و ۲۳۰۰ متر بالاتر از VLT در»سرو پارانال” است.
آلما تجهیزات منحصر به فردی از ترکیب ابتدایی ۶۶ آنتن با دقت بالا، و عملیاتی بر روی طول موج‌هایی از ۰٫۳ تا ۱۰ میلی‌متر خواهد داشت. آرایشی اصلی از پنجاه آنتن ۱۲ متری، که فعالیتی هم‌زمان به عنوان یک تلسکوپ منفرد یا یک تداخل سنج را خواهند داشت. افزون بر این، آرایشی فشرده از آنتن‌های ۱۲ متری و ۷ متری نیز پیش‌بینی شده‌است. آنتن‌هایی که می‌توانند سرتاسر زمین مسطح صحرا در فواصلی بیش از ۱۵۰ متر تا ۱۵ کیلومتر حرکت کنند، که به آلما قدرت تغییر بزرگنمایی را می‌دهد. آلما قادر خواهد بود تا در جهان به جستجوی طول موج‌های میلیمتری و ریز میلیمتری با حساسیت و کیفیت بی نظیر، با بینایی به میزان ۱۰ بار ظریف تر از تلسکوپ فضایی هابل، و مکمل تصاویر ساخته شده با VLTI باشد.
ساخت آلما در سال ۲۰۰۳ آغاز و در سال ۲۰۱۲ تکمیل خواهد شد، و به‌طور آزمایشی از سال ۲۰۱۰ فعال خواهد شد.
دانشمندان آلما تصاویری با جزعیات از ستاره‌ها و سیارات در حال تولد در گاز ابرهای نزدیک منظومه شمسی ما تهیه خواهند کرد. آلما همچنین فاصله شکل گرفتن کهکشان را در نتیجه مشاهده لبه گیتی را پیدا خواهد کرد، ما آنها را که تقریباً مربوط به ۱۰ بیلیون سال گذشته‌اند را می‌بینیم. آلما پنجره بر روی خاستگاه نجومی فراهم آورده که فضا و زمان را احاطه کرده‌است، و ثروتی از فرصتهای وابسته به علم جدید برای منجمان تأمین می‌کند.
در مرکز بیشتر کهکشان‌ها یک ابرسیاهچاله (سیاهچاله‌ی ابرپرجرم) به بزرگی میلیون‌ها تا میلیاردها برابر خورشید لانه دارد. برخی از این ابرسیاهچاله‌ها بیدارند و مواد را به گونه‌ای بسیار فعال می‌بلعند. پژوهش‌های گذشته نشان داده بود که مواد یکراست به درون ابرسیاهچاله‌ها کشیده نمی‌شوند بلکه نخست در مداری پیرامون آن انباشته شده و یک ساختار چنبره-مانند (دونات-مانند) پدید می‌آورند.
سیاهچاله کلان جرم بزرگترین نوع سیاهچاله در کهکشان‌هاست که گمان می‌رود در مرکز تقریباً همه کهکشان‌ها من‌جمله کهکشان راه شیری(کمان ای* با جرم سه میلیون جرم خورشیدی) نیز یافت شود که دارای جرمی معادل صدها هزار تا چندین میلیارد برابر جرم خورشید هستند. این سیاه‌چاله‌ها پر جرم‌ترین نوع سیاه‌چاله‌ها هستند و گرانش بسیار زیادی دارند که در جهان بی نظیر است. همچنین تصور می‌رود که مرکز کهکشان ان‌جی‌سی ۴۲۶۱ سیاه‌چاله‌ای کلان‌جرم با ۴۰۰ میلیون جرم خورشید باشد.
یکی از تفاوت‌های اصلی این سیاهچاله چگالی کمتر آن‌هاست. چگالی سیاه‌چاله‌ها جرم آن تقسیم بر حجم ناشی از شعاع شوارتزشیلد است. این مقدار می‌تواند کمتر از چگالی آب باشد.
گروهی از خترشناسان به رهبری تاکوما ایزومی از رصدخانه‌ی ملی اخترشناسی ژاپن، به کمک آرایه‌ی آلما ابرسیاهچاله‌ی مرکز “کهکشان دوپرگار” را بررسی کردند. این کهکشان ۱۴ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد و در صورت فلکی دوپرگار دیده می‌شود.
رصدخانه ملی ستاره‌شناسی ژاپن(به ژاپنی: 国立天文台، تلفظ:kokuritsu tenmondai) (مخفف:NAOJ)یک نهاد تحقیقاتی در زمینه ستاره‌شناسی در ژاپن است.این نهاد در سال ۱۹۸۸ با ادغام چند سازمان ایجاد شد- رصدخانه توکیو، دانشگاه توکیو و رصدخانه بین‌المللی میزوساوا و بخشی از اسنتیتیوی تحقیقات جوی دانشگاه ناگویا در سال ۲۰۰۴ این رصدخانه به بخشی از انیستیوی ملی علوم طبیعی تبدیل شد. سنسورهای تصویر CCD ساخته شده توسط شرکت هاماماتسو در تلسکوپ سوبارو و رصد خانه ملی ستاره‌شناسی ژاپن بکار گرفته شده‌اند.
دوپرگار(به انگلیسی: Circinus) یکی از صور فلکی جنوبی و کوچک آسمان است و یکی از جنوبی‌ترین صور فلکی می‌باشد
آنها مقایسه‌ای میان مشاهدات خود و یک شبیه‌سازی ابررایانه‌ای انجام دادند. این هم‌سنجی (مقایسه) نشان داد که “چنبره”ی فرضی پیرامون ابرسیاهچاله در حقیقت یک ساختار سفت و سخت‌پای (صلب) نیست، بلکه آمیزه‌ای پیچیده [و پیوسته در تغییر] از اجزای گازی پویا و دینامیک است.
نخست، گاز مولکولی سرد به سوی سیاهچاله کشیده شده و یک قرص نزدیک صفحه‌ی چرخش آن می‌سازد. این گازها با نزدیک شدن به سیاهچاله داغ و داغ‌تر می‌شوند تا جایی که به اجزای اتمی و یونی تبدیل می‌شوند. بخشی از این اتم‌ها به جای این که به درون سیاهچاله فرو کشیده شوند، از بالا و پایین قرص [به شکل فواره‌هایی] به بیرون پرتاب می‌شوند. این گازهای اتمی داغ درون فواره‌ها سپس دوباره از آن بالا به پایین، به درون قرص می‌ریزند و یک ساختار پرآشوب سه‌بعدی پدید می‌آورند- مانند آبی که از فواره‌ی پارک‌ها به بیرون افشانده می‌شود.
تصویر آلما از گازهای پیرامون ابرسیاهچاله‌ی مرکز کهکشان دوپرگار. گازهای مولکولی مونوکسید کربن به رنگ نارنجی و گاز اتمی کربن به رنگ آبی دیده می‌شود.
که‌ایچی وادا از دانشگاه کاگوشیمای ژاپن می‌گوید: «مدل‌های نظری گذشته یک چنبره‌ی سفت را در نظر گرفته بودند. شبیه‌سازی ما به جای این که بر پایه‌ی نظریه‌ها و پنداشت‌ها آغاز شود، بر پایه‌ی معادله‌های فیزیک آغاز شد و برای نخستین بار نشان داد که این چرخه‌ی گاز به طور طبیعی یک چنبره می‌سازد. شبیه‌سازی ما می‌تواند ویژگی‌های گوناگونی که در این سامانه دیده شده را نیز توضیح دهد.»
ایزومی می‌گوید: «ما با بررسی حرکت و پراکندگیِ هم گازهای مولکولی سرد و هم گازهای اتمی داغ به کمک آلما ریشه و چگونگی پیدایش این ساختار به اصطلاح “چنبره‌ای” را به گرد سیاهچاله‌های فعال روشن کردیم. با این کشف، ما نیاز به بازنویسی کتاب‌های اخترشناختی خواهیم داشت.»
پژوهشنامه‌ی این دانشمندان در آستروفیزیکال جورنال منتشر شده است.
منبع sciencedaily، برگرفته از یک ستاره در هفت آسمان
