یک سیاهچاله چند سال پس از بلعیدن ستاره آن را به بیرون پرتاب کرد - هدا بلاگ

در اکتبر سال 2018 بود که ستاره شناسان شراره درخشان یک ستاره را در حالی مشاهده کردند که به وسیله سیاهچاله ای با جرم 20 میلیون بار بیشتر از خورشید، در فاصله 665 میلیون سال نوری از ما در حال تکه تکه شدن بود. رویدادی که در اصطلاح رویداد اختلال کِشندی (TDE) یا رویداد اختلال جزر و مدی گفته می گردد و AT2018hyz نام گرفت.

پس از چند ماه نظارت بر سیاهچاله در طیف نور مرئی و نبود رویداد خاصی، این TDE محو شد. ستاره شناسان هم نگاه خود را معطوف به اجرام دیگری کردند اما نمی دانستند که یک شگفتی در انتظار AT2018hyz است. طبق مقاله جدیدی که در استروفیزیکال ژورنال (Astrophysical Journal) منتشر شده است، تقریبا سه سال بعد، سیاهچاله به طور ناگهانی دوباره جان گرفت و اخترشناسان را گیج کرد.

ایوت سندس (Yvette Cendes) یکی از نویسندگان این مقاله از مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونیان این رویداد را غافلگیرنماینده و منحصربه فرد دانست. او رفتار غیرمعمول تغذیه سیاهچاله را به آروغ زدن بعد از یک وعده غذایی سنگین تشبیه کرد. گویی این سیاهچاله آغاز به بالا آوردن ناگهانی دسته ای از مواد ستاره ای نموده که سال ها پیش خورده است.

این نشان می دهد که خروج با تأخیر مواد از سیاهچاله، بیشتر از آنچه ستاره شناسان انتظار داشتند، رایج است. این گروه همچنان به نظارت بر این TDE ادامه خواهد داد و یک مطالعه سیستماتیک از نمونه بسیار بزرگ تری از TDE هم در حال اجرا است.

یک تصور رایج اما غلط این است که سیاهچاله ها مانند جاروبرقی های کیهانی عمل می نمایند و همه مواد اطرافشان را به شدت می مکند. اما در حقیقت فقط چیزهایی که از افق رویداد (Event Horizon) می گذرند، از جمله نور، بلعیده می شوند و امکان فرار نخواهند داشت. اگرچه حتی سیاهچاله ها هم با آشفته بلعیدن مواد، بخشی از آن به صورت یک جت قدرتمند به بیرون پرتاب می نمایند.

در یک TDE یک ستاره به وسیله نیروهای گرانشی قدرتمند سیاهچاله در بیرون افق رویداد، رشته رشته (اسپاگتی) می گردد و بخشی از جرم اصلی ستاره به شدت به بیرون پرتاب می گردد. این روند به نوبه خود می تواند یک حلقه چرخان از ماده، معروف به قرص برافزایشی را اطراف سیاهچاله تشکیل دهد که پرتوهای ایکس قدرتمند و نور مرئی از خود ساطع می نماید. بر اساس همین جت هاست که اخترشناسان می توانند به طور غیرمستقیم وجود یک سیاهچاله را درک نمایند.

گسیل آن ها معمولا بلافاصله پس از رویداد TDE رخ می دهد اما پس از کشف AT2018hyz برای نخستین بار، تلسکوپ های رادیویی در چند ماه اول هیچ نشانه ای از انتشار جریان خروجی مواد پیدا نکردند. به گفته سندس، چنین چیزی در 80 درصد از اختلالات جزر و مدی روی می دهد بنابراین ستاره شناسان ترجیح دادند از زمان گران بهای تلسکوپ برای مشاهده اجرام بالقوه جالب تر استفاده نمایند.

در ماه ژوئن (خرداد) سال گذشته اما سندس و گروهش تصمیم گرفتند با استفاده از داده های رادیویی آرایه بسیار بزرگ (VLA) چندین رویداد TDE چند سال گذشته را که قبلا هیچ نشانه ای از انتشار مواد نداشتند، آنالیز نمایند و دریافتند که AT2018hyz دوباره در آسمان می درخشد.

ادو برگر (Edo Berger) یکی از نویسندگان این مقاله و ستاره شناس دانشگاه هاروارد درباره این رویداد گفت: بیش از یک دهه است که اختلالات کِشندی را با تلسکوپ های رادیویی مطالعه می کنیم و گاهی می بینیم که با بیرون راندن مواد در طیف امواج رادیویی می درخشند. اما در سه سال اول AT2018hyz سکوت رادیویی وجود داشت و حالا به طرز چشمگیری روشن و به یکی از درخشان ترین این نوع رویدادهای رادیویی تبدیل شده است.

با این مشاهده نادر، دانشمندان زمان اختصاصی برای رصد آن با تلسکوپ دریافت کردند و بدین ترتیب پیروز به ثبت داده ها با استفاده از VLA، رصدخانه آلما (ALMA) در شیلی، میرکت (MeerKAT) در آفریقای جنوبی، آرایه فشرده تلسکوپ استرالیا (ATCA) و بعلاوه رصدخانه فضایی پرتو ایکس چاندرا و رصدخانه نیل گرلز سویفت شدند.

تجزیه وتحلیل همه این داده ها نشان داد که AT2018hyz مواد را با فرکانس 1.4 میلی یانسکی در 5 گیگاهرتز به بیرون می فرستد. میزانی که به گفته سندس برای خارج از حوزه نجوم رادیویی بسیار درخشان است.

این TDE حتی در آوریل (فروردین) گذشته در حال وقوع بود. سیندس به تازگی در توییتی نوشت: ما فکر می کنیم این ماده ستاره ای است که پس از تکه تکه شدن در یک دیسک برافزایشی قرار داشت. اما اینکه چرا دو سال طول کشید تا این خروج دیوانه نماینده اتفاق بیفتد یک راز است.

به گفته او یک احتمال این است که چگالی جریان خروجی به طور ناگهانی تغییر نموده باشد، اما داده ها چنین چیزی را نشان نمی دهند. این داده ها از این احتمال هم پشتیبانی نمی نمایند که جریان جت بلافاصله پس از TDE وجود داشته اما چون به سمت زمین نبوده ستاره شناسان پیروز به شناسایی آن نشده اند. نور این رویداد خیلی سریع افزایش یافت. سندس بعلاوه این احتمال را در نظر گرفت که شاید دو جریان جت خروجی جداگانه به شیوه ای غیرعادی با هم برهم کنش داشته باشند، اما در نهایت این را هم یک سناریوی نامحتمل دانست.

او در توییتی نوشت: محتمل ترین سناریو چیزی به نام تغییر حالت است، جایی که قرص برافزایشی اطراف سیاهچاله به نوع دیگری از جریان خروجی تبدیل می گردد. ما این ها را در اطراف سیاهچاله های کوچک تر در کهکشان خود می بینیم که ستارگان موادی را به درون سیاهچاله می ریزند که به صورت دوتایی پرتو ایکس از آن خارج می شوند.

سندس اضافه کرد: بنابراین، اگر این تغییر حالت می تواند در سیاهچاله های به اندازه ستاره در کهکشان های ما روی دهد، چرا اطراف سیاهچاله های بسیار پرجرم که از جریان مواد ستاره ای تغذیه می نمایند، نباشند؟

اما حتی اگر چنین باشد، باید اندازه قابل توجهی از پرتو ایکس وجود داشته باشد و داده ها این را هم نشان نمی دهند. این معما کجا انتها می یابد؟ نمی دانیم! اما می دانیم AT2018hyz کاری پیش بینی نشده انجام می دهد که قبلا هرگز در سیاهچاله ای دیده نشده بود. بنابراین با تمام آنچه در اختیار داریم به نظارت بر آن ادامه خواهیم داد.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از رویداد اختلال جزر و مدی که در آن یک سیاهچاله یک ستاره را به صورت اسپاگتی درمی آورد و می بلعد.

Credit: DESY, Science Communication Lab

منبع: Ars Technica