سیاهچاله ای در حال تکه پاره کردن یک ستاره (به همراه ویدیو)
0
محققان از طریق داده های تلسکوپ اشعه ایکس چاندرا و ماهواره سویفت متعلق به ناسا و نیز تلسکوپ فضایی اشعه ایکس نیوتن (XMM-Newton) متعلق به سازمان فضائی اروپا موفق به این کشف شدند. سه تلسکوپ اشعه ایکس مدارگرد شواهدی از رویداد اختلال جزر و مدی(TDE) پیدا کردند. رویداد از نوع TDE با نوع متداول تر تشعشعات اشعه ایکس وابسته به سیاهچاله ها موسوم به هستۀ کهکشانی فعال(AGN) متفاوت می باشند. هسته های کهکشانی فعال می توانند برای هزاران سال فعال باقی بمانند. هسته های کهکشانی فعال، سیاهچاله های فوق سنگینی هستند که در مرکز کهکشانها قرار دارند و از گازهای اطراف تغذیه کرده و مقادیر زیادی تشعشع از جمله اشعه ایکس ساطع می کنند. قدرت تشعشعات در هسته های کهکشانی فعال تغییرات زیادی ندارد زیرا گازهای اطراف این سیاهچاله ها در فواصل بسیار طولانی گسترده شده اند و تا هزاران سال باقی میمانند. در مقابل در هم شکستن جزر و مدی نسبت به هسته کهکشانی فعال، عمر کوتاهی دارند و تنها برای چند ماه طول می کشد.
اختلال جزر و مدی زمانی اتفاق می افتند که یک شی مانند یک ستاره به یک سیاهچاله خیلی نزدیک شود و توسط نیروی ناشی از گرانش شدید سیاهچاله متلاشی شود. در حین این رویداد قسمتی از ستاره با سرعتی بالا به خارج پرتاب میشود در حالیکه باقیمانده ی ستاره به سمت سیاهچاله سقوط می کند. در حین سفر ستاره به سمت داخل سیاهچاله مواد ستاره ای در حد میلیونها درجه گرم شده و روشنایی خیره کننده ای در طیف اشعه ایکس از خود ساطع می کند.
به گفتۀ "داچنگ لین” سرپرست تیم تحقیق از دانشگاه نیوهمشایر:« ما شاهد مرگ طولانی و تماشائی یک ستاره بودیم. ده ها رویداد اختلال جزر و مدی از سال ۱۹۹۰ تاکنون مشاهده شده است اما هیچکدام به این مدت طولانی روشن و درخشنده باقی نمانده بودند.» برای داشتن یک اختلال جزر و مدی در این حد از تشعشعات و برای مدت زمان طولانی که بیش از ۱۰ سال به طول انجامیده، متلاشی شدن یک ستاره ی نسبتا پرجرم حدودا دو برابر جرم خورشید مورد نیاز است. از طرفی متلاشی شدن چنین ستاره هایی توسط سیاهچاله های فوق سنگین دور از انتظار است، چرا که ستاره هائی در این حد پرجرم، در بیشتر کهکشانها نایابند و فقط در کهکشانهای جوان دیده می شوند که به صورت فعال در حال تشکیل ستاره میباشند(همانند این مورد).
توضیح دیگر میتواند این باشد که این مشاهده جز نخستین مشاهده ای است که در آن یک ستارۀ کوچکتر به طور کامل متلاشی گردیده است. این منبع اشعه ایکس، سیاهچاله ای گرسنه به نام XJ1500+0154 میباشد که در یک کهکشان کوچک در فاصله ۱٫۸ میلیارد سال نوری از زمین قرار دارد. این منبع اشعه ایکس در تاریخ ۲ آوریل ۲۰۰۵ توسط تلسکوپ چاندرا مشاهده نشده بود اما در تاریخ ۲۳ جولای ۲۰۰۵ توسط تلسکوپ اشعه ایکس نیوتن برای اولین بار مشاهده شد و سپس در تاریخ ۵ ژوئن ۲۰۰۸ با حداکثر روشنائی خود توسط تلسکوپ چاندرا به ثبت رسید.
این مشاهدات نشان می دهند روشنایی این واقعه در طیف اشعه ایکس در این مدت حداقل ۱۰۰ برابر شده است. از آن زمان تاکنون هر سه ایستگاه این رویداد را چندین بار مورد مشاهده قرار داده اند. داده های دید اشعه ایکس تلسکوپ چاندرا با وضوح بالا نشان دادند که XJ1500+0154 در مرکز کهکشان میزبانش قرار دارد مکانی که انتظار می رود یک سیاهچاله فوق سنگین در آنجا حضور داشته باشد. همچنین داده های اشعه ایکس نشان می دهند که تشعشع مواد اطراف این سیاهچاله از حد ادینگتون بالاتر باشند. (که میزان این حد، از طریق بالانس و توازن فشار رو به بیرون گازهای داغ و کشش رو به درون ناشی از گرانش سیاهچاله تعیین می شود) در زیر ویدئوی این رویداد را مشاهده کنید:
به گفته ی جیمز گولیچون از مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین(CFA): « زمانی طولانی ما در حال مشاهدۀ این جرم فضایی بودیم که به سرعت در حال رشد بود، این اتفاق ناشی از یک شی ناشناخته(مانند ستاره ای دو برابر سنگین تر از خورشید) بود که به درون سیاهچاله سقوط می کرد.» این نتیجه که سیاهچاله های فوق سنگین در اثر اختلال جزر و مدی(TDE) یا به علل دیگر می توانند رشد کنند تاثیرات مهمی در پی دارد. رشد سریع این چنینی می تواند در توضیح اینکه چگونه سیاهچاله های فوق سنگین در زمانی که کیهان تنها یک میلیارد سال عمر داشته است می توانستند جرمی حدود میلیاردها برابر خورشید داشته باشند، کمک کننده باشد.
به گفتۀ "استفانی کوموسا” از دانشگاه چین: « این کشف نشان می دهد که سیاهچاله ها می توانند حقیقتا با سرعت شگرفی رشد کنند و بنابراین در کمک به فهم چگونگی پیدایش سیاهچاله های زودرس موثر است.» بر اساس مدلسازی که توسط محققان انجام شده، تغذیه این سیاهچاله تا دهه بعدی کاهش خواهد یافت و در نتیجه روشنایی XJ1500+0154 در طیف اشعه ایکس طی چند سال آینده کاهش پیدا خواهد کرد.
