تبریز امروز:
اخترشناسان درخشانترین فورانی که تاکنون در اطراف یک سیاهچاله مشاهده شده را کشف کردهاند، که همچنین دورترین فوران از این نوع است که تاکنون شناسایی شده است.
این فوران که با استفاده از «تجهیزات گذرای زویکی» (ZTF) کشف شد، از سیاهچاله کلانجرم واقع در قلب یک «هسته کهکشانی فعال» (AGN) با نام J2245+3743 فوران کرده است. این هسته در مرکز کهکشانی قرار دارد که ۱۰ میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارد. هستههای کهکشانی فعال، مناطق مرکزی کهکشانها هستند که تحت سلطه سیاهچالههای کلانجرم در حال تغذیه یا «برافزایش» قرار دارند.
سیاهچاله کلانجرم در J2245+3743 در حال تغذیه از گاز و غبار اطرافش است که به شکل ابری مسطح به نام «قرص برافزایشی» به دور آن میچرخند، اما این فوران در واقع نتیجه چیز دیگری است: یک ستاره به طور غیرمعمول پرجرم که بیش از حد به سیاهچالهای با جرم ۵۰۰ میلیون برابر خورشید نزدیک شده است. تأثیر گرانشی عظیم سیاهچاله در حال متلاشی کردن ستاره است و بقایای ستارهای آن در حال تغذیه این غول کیهانی هستند — رویدادی که دانشمندان آن را «رویداد برهمکنش کشندی» یا TDE مینامند.
متیو گراهام، سرپرست تیم در موسسه فناوری کالیفرنیا (کلتک) و دانشمند ZTF، در بیانیهای گفت: «این [رویداد] برخلاف هر هسته کهکشانی فعالی است که تاکنون دیدهایم. دادههای انرژیشناختی نشان میدهند این جرم بسیار دور و بسیار درخشان است.»
این فوران اولین بار در سال ۲۰۱۸ توسط ZTF مشاهده شد و اخترشناسان شاهد بودند که طی چند ماه، ۴۰ برابر درخشانتر شد. در اوج خود، این فوران ۳۰ برابر درخشانتر از هر فوران سیاهچالهای پیشین بود و به اندازه ۱۰ تریلیون خورشید انرژی ساطع میکرد. قدرتمندترین رویداد برهمکنش کشندی پیشین، رویدادی با لقب «باربی ترسناک» (Scary Barbie) بود که از نام رسمی آن ZTF20abrbeie گرفته شده است.
ک. ای. ساویک فورد، عضو تیم و پژوهشگر مرکز تحصیلات تکمیلی دانشگاه شهر نیویورک (CUNY)، در این بیانیه گفت: «اگر کل خورشید ما را با استفاده از فرمول معروف آلبرت اینشتین، E = mc²، به انرژی تبدیل کنید، این مقدار انرژی است که از زمانی که شروع به مشاهده این فوران کردیم، از آن ساطع شده است.»
این فوران سیاهچالهای هنوز در حال کاهش درخشش است و این امر به محققان نشان میدهد که سیاهچاله هنوز در حال بلعیدن ستاره بداقبالی است که بیش از حد به آن نزدیک شده است. تخمین زده میشود جرم اولیه این ستاره ۳۰ برابر خورشید بوده است (برای مقایسه، ستارهای که در رویداد باربی ترسناک بلعیده میشود، گمان میرود تنها ۳ تا ۱۰ برابر جرم خورشید داشته است).
همانطور که گراهام به طور گویایی بیان میکند، ماهیت ادامهدار فوران در J2245+3743 شبیه "ماهیای است که تنها تا نیمی از گلوی نهنگ پایین رفته است."
نکتهای که به تیم کمک میکند تا به مطالعه این فوران ادامه دهد این است که گرانش اطراف سیاهچالههای کلانجرم آنقدر عظیم است که با نزدیک شدن به مرز گیراندازی نور یا «افق رویداد»، زمان کندتر میگذرد.
گراهام گفت: «این پدیدهای است به نام اتساع زمان کیهانشناختی که به دلیل کشش فضا و زمان رخ میدهد. همانطور که نور برای رسیدن به ما در فضای در حال انبساط سفر میکند، طول موج آن و همچنین خود زمان کش میآید. هفت سال در اینجا، دو سال در آنجاست. ما در حال تماشای پخش این رویداد با یکچهارم سرعت هستیم.»
اثر اتساع زمان دقیقاً دلیل مفید بودن بررسیهای بلندمدتی است که توسط ابزارهایی مانند ZTF انجام میشود.
فوران J2245+3743 به دلیلی دیگر نیز از نظر علمی جالب توجه است. اخترشناسان تاکنون حدود ۱۰۰ رویداد برهمکنش کشندی کشف کردهاند و بیشتر آنها در یک هسته کهکشانی فعال رخ ندادهاند. این ممکن است به این دلیل باشد که فعالیت طبیعی سیاهچالههای کلانجرم و انتشاراتی که از قرص برافزایشی اطراف آنها میآید، میتواند رویدادهای برهمکنش کشندی را استتار کند. این امر، تشخیص رویدادهای برهمکنش کشندی اطراف سیاهچالههای در حال تغذیه را نسبت به آنهایی که شامل سیاهچالههای کلانجرم ساکت و غیرفعال میشوند، دشوارتر میسازد. اما اندازه عظیم J2245+3743 آن را آشکارتر از اکثر رویدادهای برهمکنش کشندی رخداده در هستههای کهکشانی فعال کرد.
با این وجود، این فوران سیاهچالهای بلافاصله خود را به عنوان پدیدهای خاص به تیم نشان نداد. تا سال ۲۰۲۳، پنج سال پس از اولین مشاهده آن، دادههای رصدخانه دبلیو. ام. کک در هاوایی بود که ماهیت به شدت پرانرژی این فوران را آشکار کرد.
در ابتدا، همچنین مهم بود که ثابت شود این جرم افراطی واقعاً اینقدر درخشان است و انرژی آن در همه جهات فرار میکند، نه فقط مستقیماً به سمت زمین. تیم این احتمال را با استفاده از دادههای «تلسکوپ بررسی فروسرخ میدانگسترده» (WISE) ناسا که بازنشسته شده است، رد کرد.
تیم همچنین یک انفجار ابرنواختری عظیم را به عنوان علت این فوران رد کرد و در نتیجه تأیید کرد که این درخشانترین فوران سیاهچالهای است که تاکنون شناسایی شده و نشان میدهد که این رویداد، یک برهمکنش کشندی شامل یک ستاره به استثنایی پرجرم است.
فورد گفت: «ابرنواخترها به اندازهای درخشان نیستند که بتوانند این [میزان انرژی] را توجیه کنند. ستارههای با این جرم نادر هستند، اما ما فکر میکنیم ستارهها درون قرص یک هسته کهکشانی فعال میتوانند بزرگتر شوند. ماده از قرص به ستارهها ریخته میشود و باعث افزایش جرم آنها میگردد.»
کشف این فوران قدرتمند نشان میدهد که چنین رویدادهایی ممکن است در سراسر کیهان در حال رخ دادن باشند و فقط منتظر کشف شدن هستند. تیم به مرور دادههای ZTF برای یافتن رویدادهای مشابه ادامه خواهد داد و در عین حال منتظر دادههای رصدخانه ورا سی. روبین خواهد ماند که میتواند رویدادهای برهمکنش کشندی به طور غیرعادی قدرتمند دیگری را نیز بیابد.
گراهام در پایان گفت: «اگر ZTF نبود، ما اصلاً این رویداد نادر را پیدا نمیکردیم. ما اکنون هفت سال است که با ZTF در حال رصد آسمان هستیم، بنابراین وقتی هر چیزی را میبینیم که فوران میکند یا تغییر میکند، میتوانیم ببینیم در گذشته چه کرده و چگونه تکامل خواهد یافت.»
تحقیقات این تیم روز سهشنبه (۴ نوامبر) در مجله Nature Astronomy منتشر شد.
رابرت لی
نویسنده ارشد
رابرت لی یک روزنامهنگار علمی در بریتانیا است که مقالاتش در Physics World، New Scientist، Astronomy Magazine، All About Space، Newsweek و ZME Science منتشر شده است. او همچنین در مورد ارتباطات علمی برای الزویر و مجله فیزیک اروپا مینویسد. راب مدرک کارشناسی علوم در فیزیک و نجوم از دانشگاه آزاد بریتانیا دارد.
منبع : https://www.space.com/astronomy/black-holes/scientists-detect-biggest-black-hole-flare-ever-seen-with-the-power-of-10-trillion-suns
