ستاره شناسان سیاهچاله ای را در حال بلعیدن یک ستاره در یک “جنون بیش از حد تغذیه” ضبط کردند.

"احتمالاً ستاره را با سرعتی معادل نیمی از جرم خورشید در سال می بلعد."
در اوایل سال جاری، ستاره شناسان سیگنال غیرعادی درخشانی را در رژیم های اشعه ایکس، نوری و رادیویی دریافت کردند که AT 2022cmc نام گرفت. آنها اکنون مشخص کرده‌اند که محتمل‌ترین منبع این سیگنال یک سیاه‌چاله بسیار پرجرم است که ستاره‌ای را در یک «جنون تغذیه بیش از حد» می‌بلعد و فواره‌های ماده را در رویدادی که به عنوان رویداد مختل شدن

نویسندگان تخمین می‌زنند که جت حاصل از این TDE با سرعت 99.99 درصد سرعت نور حرکت می‌کند، به این معنی که سیاه‌چاله واقعاً در حال فروپاشی ستاره‌های خود است. Dheeraj "DJ" Pasham از دانشگاه بیرمنگام، یکی از نویسندگان این مقاله گفت: "احتمالاً ستاره را با سرعتی معادل نیمی از جرم خورشید در سال می بلعد." "بسیاری از این اختلالات جزر و مدی در اوایل اتفاق می افتد، و ما توانستیم این رویداد را در همان ابتدا، در عرض یک هفته پس از شروع تغذیه سیاهچاله از ستاره، مشاهده کنیم." قبلاً گزارش شده بود، این یک تصور غلط رایج است که سیاهچاله‌ها مانند جاروبرقی‌های کیهانی رفتار می‌کنند و هر ماده‌ای را در محیط اطراف خود به شدت می‌مکند. در واقعیت، تنها چیزهایی که از افق رویداد عبور می کنند - از جمله نور - بلعیده می شوند و نمی توانند فرار کنند، اگرچه سیاهچاله ها نیز خواران آشفته ای هستند. این بدان معناست که بخشی از ماده یک جسم در یک جت قدرتمند به بیرون پرتاب می شود.

مطالعه بیشتر

سیاهچاله با نیمی از سرعت نور آروغ می‌زند، سال‌ها پس از بلعیدن ستاره

اگر آن جسم ستاره باشد، فرآیند خرد شدن (یا "اسپاگت" شدن) است. توسط نیروهای گرانشی قدرتمند یک سیاهچاله در خارج از افق رویداد رخ می دهد و بخشی از جرم اصلی ستاره به شدت به بیرون پرتاب می شود. این به نوبه خود، می‌تواند یک حلقه چرخان از ماده (معروف به یک دیسک برافزایش) در اطراف سیاه‌چاله تشکیل دهد که پرتوهای X قدرتمند و نور مرئی و گاهی اوقات امواج رادیویی از خود ساطع می‌کند. فیزیکدان جان ویلر زمانی TDEهای پرتاب شده را به عنوان "لوله ای از خمیر دندان که در وسط آن محکم گرفته شده" توصیف کرد، به طوری که ماده از هر دو طرف به بیرون پرتاب می شود. TDE ها راهی است که اخترشناسان می توانند به طور غیرمستقیم وجود یک سیاهچاله را استنباط کنند.

تبلیغات

به عنوان مثال، در سال 2018، ستاره شناسان اولین تصویر مستقیم از عواقب یک ستاره را که توسط یک سیاهچاله 20 میلیون بار خرد شد اعلام کردند. جرمی بیشتر از خورشید ما در یک جفت کهکشان در حال برخورد به نام Arp 299، در فاصله حدود 150 میلیون سال نوری از زمین. یک سال بعد، اخترشناسان مرگ نهایی ستاره‌ای را ثبت کردند که توسط یک سیاه‌چاله بسیار پرجرم به نام AT 2019qiz خرد شده بود، که اولین شواهد مستقیمی را ارائه کرد که نشان می‌دهد گاز خروجی در حین اختلال و برافزایش، گسیل‌های نوری و رادیویی قدرتمندی را ایجاد می‌کند که قبلا مشاهده شده بود. در ژانویه، ستاره شناسان دومین نامزد TDE را در رژیم رادیویی (به نام J1533+2727) در داده های آرشیوی جمع آوری شده توسط تلسکوپ بسیار بزرگ آرایه (VLA) در نیومکزیکو مشاهده کردند.

بزرگ کردن / یک سیاهچاله ستاره ای را می بلعد که خیلی نزدیک شده است. در شرایط بسیار نادر، این ممکن است منجر به حرکت جت هایی با سرعت تقریباً نور شود که نور مشاهده شده توسط تلسکوپ های ما را در فرکانس های زیادی تولید می کند. AT2022cmc دورترین رویدادی است که تا به امروز ثبت شده است. Zwicky Transient Facility/R. Hurt (Caltech/IPAC)

اخترشناسان برای اولین بار در فوریه AT 2022cmc را مشاهده کردند و به سرعت تلسکوپ های متعددی را که در طیف وسیعی از طول موج ها کار می کردند به سمت منبع چرخاندند. اینها شامل یک تلسکوپ پرتو ایکس در ایستگاه فضایی بین المللی به نام کاوشگر ترکیب داخلی ستاره نوترونی (NICER) بود. این امکان وجود داشت که سیگنال درخشان - که معادل نور 1000 تریلیون خورشید محاسبه می شود - یک پرتو گاما از فروپاشی یک ستاره عظیم باشد. اما داده‌ها منبعی را نشان دادند که 100 برابر قوی‌تر از قوی‌ترین انفجار پرتو گاما شناخته شده است.

"طیف ما به ما گفت که منبع داغ است: حدود 30000 درجه، که برای TDE معمول است." یکی از نویسندگان مت نیکول از دانشگاه بیرمنگام: «اما ما همچنین مقداری جذب نور توسط کهکشانی که این رویداد در آن رخ داده بود، دیدیم. این خطوط جذب به‌شدت به سمت طول‌موج‌های قرمزتر جابه‌جا شدند و به ما می‌گفتند که این کهکشان بسیار دورتر از آن چیزی است که ما انتظار داشتیم." سیاهچاله بسیار پرجرم داده های اشعه ایکس همچنین به یک "قسمت افزایش شدید" اشاره کرد. این زمانی است که گردابی از زباله تشکیل می شود که ستاره بخت برگشته در سیاهچاله سقوط می کند. اما با توجه به اینکه منبع چقدر از زمین فاصله دارد، روشنایی همچنان شگفت‌انگیز بود. نویسندگان این موضوع را به اصطلاح «تقویت داپلر» نسبت می‌دهند، که زمانی اتفاق می‌افتد که جت مستقیماً به سمت زمین حرکت می‌کند، دقیقاً شبیه نحوه تقویت صدای یک آژیر در حال عبور. AT 2022cmc تنها چهارمین TDE تقویت شده با داپلر است که هنوز پیدا شده است. آخرین مورد در سال 2011 شناسایی شد.

یک سیاهچاله در بیش از نیمی از جهان در حال پرتاب ماده با سرعت نزدیک به نور است.

DOI: Nature Astronomy، 2022. 10.1038/s41550-022-01820-x  (درباره DOIs).