سیاه‌چاله‌های غیرفعالی که ستاره‌های سرگردان را میبلعند!

به گزارش مجله خبری نگار/صبح اقتصاد، اخترشناسان از دانشگاه‌های MIT، کلمبیا و سایر مؤسسات با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) ناسا، لایه‌های ضخیم گردوغبار در کهکشان‌های نزدیک را رصد کرده‌اند تا آثار ناشی از بلعیده شدن ستاره‌ها توسط سیاه‌چاله‌ها را بررسی کنند.

بر اساس مطالعه‌ای که در ۲۴ ژوئیه در مجله Astrophysical Journal Letters منتشر شد، محققان برای اولین بار از جیمز وب برای شناسایی چندین رویداد اختلال کشندی (TDE) استفاده کرده‌اند. این پدیده‌های نادر کیهانی زمانی رخ می‌دهند که سیاه‌چاله مرکزی یک کهکشان، ستاره‌ای مجاور را به دام انداخته و با نیرو‌های کشندی قدرتمند متلاشی می‌کند و انفجاری عظیم از انرژی آزاد می‌شود.

از دهه ۱۹۹۰، دانشمندان حدود ۱۰۰ مورد از این رویداد‌های اختلال کشندی را ثبت کرده‌اند که عمدتاً در کهکشان‌هایی با گردوغبار کم اطرافشان رخ داده‌اند، چرا که پرتو‌های ایکس یا نور مرئی حاصل از آنها راحت‌تر قابل مشاهده بوده است. اما یافته‌های جدید محققان MIT نشان می‌دهد که احتمالا تعداد بسیار بیشتری از این رویداد‌های نابودکننده ستاره‌ها وجود دارد که به دلیل ابر‌های ضخیم گاز و غبار، از دید تلسکوپ‌های سنتی پنهان مانده‌اند.

این اخترشناسان در پژوهش‌های قبلی خود دریافتند که بیشتر نور پرتو ایکس و مرئی ناشی از یک TDE می‌تواند توسط غبار کهکشانی جذب شود و در نتیجه برای تلسکوپ‌های مرسوم اپتیکی و پرتو ایکس نامرئی بماند. اما همین انفجار نور می‌تواند غبار اطراف را گرم کرده و سیگنالی جدید در قالب نور فروسرخ ایجاد کند.

اکنون، همین پژوهشگران با استفاده از تلسکوپ جیمز وب (قوی‌ترین ردیاب فروسرخ جهان) به بررسی سیگنال‌های چهار کهکشان پرغبار پرداخته‌اند که گمان می‌رود رویداد‌های اختلال کشندی در آنها رخ داده باشد. در میان این غبارها، جیمز وب ردپای واضحی از فرآیند برافزایش سیاه‌چاله یافته است فرآیندی که در آن موادی مانند بقایای ستاره‌ای به دور سیاه‌چاله چرخیده و در نهایت به درون آن سقوط می‌کنند.

این تلسکوپ همچنین الگو‌هایی را شناسایی کرد که به‌طور چشمگیری با غبار اطراف کهکشان‌های فعال (جایی که سیاه‌چاله مرکزی به‌طور مداوم مواد اطراف را به درون می‌کشد) متفاوت بود. مجموعه این مشاهدات تأیید می‌کند که در هر چهار کهکشان، یک رویداد اختلال کشندی واقعاً رخ داده است.

افزون بر این، محققان نتیجه گرفته‌اند که این چهار رویداد محصول سیاه‌چاله‌های فعال نبوده‌اند، بلکه مربوط به سیاه‌چاله‌های خاموش و خفته‌ای بوده‌اند که تا پیش از عبور یک ستاره از نزدیک آنها، فعالیت ناچیزی داشتند یا اصلاً فعال نبوده‌اند. ”سیاه‌چاله‌های خفته”

مگان مسترسون، نویسنده اصلی این مطالعه و دانشجوی مقطع دکتری در مؤسسه اخترفیزیک و تحقیقات فضایی کاولی MIT می‌گوید: اینها اولین مشاهدات جیمز وب از رویداد‌های اختلال کشندی هستند و اصلاً شبیه چیزی نیستند که قبلاً دیده‌ایم. ما فهمیدیم که این رویداد‌ها واقعاً توسط فرآیند برافزایش سیاه‌چاله تغذیه می‌شوند و محیط اطرافشان هم شبیه سیاه‌چاله‌های فعال معمولی نیست. این واقعیت که حالا می‌توانیم بفهمیم محیط اطراف یک سیاه‌چاله خاموش واقعاً چگونه است، جنبه هیجان‌انگیزی از این کشف است.

افق‌های آینده

مسترسون و همکارانش قصد دارند با استفاده از تلسکوپ‌های فروسرخ همچون جیمز وب، رویداد‌های اختلال کشندی پنهان بیشتری را کشف کنند.

آنها می‌گویند با شناسایی تعداد کافی از این رویدادها، TDE‌ها می‌توانند به عنوان ابزاری کارآمد برای بررسی ویژگی‌های سیاه‌چاله‌ها عمل کنند.

TDE (Tidal Disruption Event یا رویداد گسست جزر و مدی، زمانی اتفاق می‌افتد که یک ستاره بیش از حد به یک سیاه‌چاله نزدیک می‌شود و نیروی گرانشی سیاه‌چاله آن را از هم می‌پاشد. مواد ستاره‌ای به سمت سیاه‌چاله کشیده می‌شوند و یک قرص برافزایشی را تشکیل می‌دهند که می‌تواند باعث درخشش شدید و انتشار امواج رادیویی شود.

مسترسون و گروه پژوهشی همکار وی درصدد هستند بدانند که در جریان این رویداد نجومی، چه مقدار از ستاره متلاشی می‌شود، با چه سرعتی بقایای آن به درون سیاه‌چاله کشیده و مصرف می‌شود، تا از این طریق به فهم ویژگی‌های بنیادی سیاه‌چاله، مانند جرم و سرعت چرخش آن نزدیک شوند.

مسترسون با تایید این واقعیت که «فرآیند واقعی بلعیدن مواد ستاره‌ای توسط سیاه‌چاله، زمان زیادی می‌برد»، توضیح می‌دهد: «این یک فرآیند آنی نیست و امیدواریم بتوانیم بررسی اینکه این فرآیند چقدر طول می‌کشد و آن محیط چگونه به نظر می‌رسد را شروع کنیم. هیچ‌کس نمی‌داند، چون ما تازه شروع به کشف و مطالعه این رویداد‌ها کرده‌ایم.»