به گزارش مجله نجم
یک سیاهچاله بسیار پرجرم ستاره شناسان را نسبت به نوع کاملاً جدیدی از رفتار سیاهچاله آگاه کرده است.
در سال 2020، سیاهچاله ای که قبلا ساکت بود در قلب کهکشانی در فاصله 800 میلیون سال نوری از زمین، با جرمی معادل 50 میلیون خورشید، ناگهان فوران کرد و ماده اطراف آن را با ضریب 1000 روشن کرد.
تیمی از محققان بر این باورند که این انفجارهای دوره ای ناشی از برخورد یک سیاهچاله کوچکتر با دیسکی از گاز و غبار یا “دیسک برافزایش” است که سیاهچاله عظیم الجثه را احاطه کرده و باعث “سکسکه” مکرر ماده می شود.
نتایج، تصویر سنتی از نحوه کار دیسک های برافزایش سیاهچاله را به چالش می کشد. پیش از این، دانشمندان فکر می کردند که آنها دیسک های یکنواختی از گاز و غبار هستند که به دور یک سیاهچاله مرکزی می چرخند. با این حال، یافته‌های جدید نشان می‌دهد که برخی از قرص‌های برافزایشی می‌توانند حاوی اجزای عجیب و غریب مانند ستاره‌ها و حتی سیاه‌چاله‌های ثانویه کوچکتر باشند.
مربوط: تلسکوپ فضایی جیمز وب یک سیاهچاله فوق‌العاده قرمز را کشف کرده است که در اوایل جهان در حال رشد است.
دهیراج، عضو تیم مطالعه، گفت: “این یک جانور متفاوت است. با هر چیزی که ما در مورد این سیستم ها می دانیم جور در نمی آید. ما فکر می کردیم چیزهای زیادی در مورد سیاهچاله ها می دانیم، اما این به ما می گوید که آنها کارهای زیادی می توانند انجام دهند.” . دی جی بشام، دانشمند مؤسسه اخترفیزیک و تحقیقات فضایی کاولی MIT در بیانیه ای گفت.
بشام افزود: “ما فکر می کنیم که چنین سیستم های بیشتری وجود خواهد داشت، فقط باید داده های بیشتری را برای یافتن آنها جمع آوری کنیم.”
شکار سیستم سیاهچاله “جانور متفاوت”.
تیم ابتدا در جریان بررسی داده‌های بررسی خودکار تمام آسمان برای ابرنواخترها (ASAS-SN)، شبکه‌ای متشکل از 20 تلسکوپ در سراسر جهان که کل آسمان بالای زمین را یک بار در روز اسکن می‌کند، در مورد این سیاهچاله مطلع شد.
در حالی که ASAS-SN به طور خودکار آسمان را در دسامبر 2020 اسکن می کرد، تلسکوپ های رباتیک یک انفجار نور را در منطقه ای آرام از آسمان مشاهده کردند که شامل یک کهکشان در فاصله 800 میلیون سال نوری از ما بود. بشام این شعله را با استفاده از کاوشگر ترکیب داخلی ستاره نوترونی (NICER)، تلسکوپ اشعه ایکس ناسا که در ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) قرار دارد، تعقیب کرد.
بشام فقط زمان کوتاهی برای استفاده از تلسکوپ در ایستگاه فضایی بین‌المللی داشت، که برای دنبال کردن کیهان برای انفجارهای پرتو ایکس که توسط ستاره‌های نوترونی، سیاه‌چاله‌ها و دیگر پدیده‌های گرانشی شدید استفاده می‌شود، استفاده می‌شود، که به این معنی بود که او باید سریع عمل می‌کرد و خوش شانس.
بشام گفت: “یا از آن استفاده کردم یا از دست دادم، و معلوم شد که شانس من بود.”
محقق مشاهده کرد که این کهکشان همچنان به درخشش خود ادامه می دهد، زیرا انفجار آن برای حدود چهار ماه ادامه داشت. در مشاهدات NICER از این شعله، بشام هر 8.5 روز یک الگوی عجیب از فرورفتگی های کوچک در اشعه ایکس و انرژی انفجار را تشخیص داد. این سیگنال تقریباً مانند یک فرورفتن در نور است که توسط یک سیاره فراخورشیدی در حال عبور یا “عبور” از چهره ستاره خود ایجاد می شود و برای مدت کوتاهی نور ستاره را مسدود می کند.
بشام افزود: “من در مورد معنای این گیج بودم، زیرا این الگو با هر چیزی که ما در مورد این سیستم ها می دانیم مطابقت ندارد.”
مربوط: 7 راه برای کشف سیارات بیگانه
سردرگمی بشام زمانی کاهش یافت که او تحقیقاتی را یافت که نشان می‌دهد یک سیاهچاله بسیار پرجرم در قلب یک کهکشان می‌تواند توسط یک سیاهچاله با جرم متوسط، سیاه‌چاله‌ای با جرم بین ۱۰۰ تا ۱۰۰۰۰ برابر خورشید، در گردش باشد.
این احتمال وجود دارد که این سیاهچاله کوچکتر به دور همتای بزرگتر خود بچرخد به گونه ای که وارد و خارج از قرص برافزایشی سیاهچاله کلان جرم شود. با نفوذ این گاز و غبار، سیاهچاله کوچکتر یک توده گاز آزاد می کند. هر شیرجه ستون دیگری ایجاد می کند، از این رو الگوی چرخه ای این “سکسکه” است.
اگر آن ستون‌ها به سمت زمین باشند، می‌توان آنها را به‌عنوان افت ناگهانی انرژی از سیستم آسیب‌دیده مشاهده کرد، زیرا نور از قرص برافزایش به طور دوره‌ای مسدود می‌شود، درست همانطور که نور ستاره توسط یک سیاره فراخورشیدی در حال عبور مسدود می‌شود.
بشام افزود: “من از این نظریه بسیار هیجان زده بودم، بلافاصله ایمیلی به آنها فرستادم تا بگویم فکر می کنم ما دقیقاً همان چیزی را که نظریه شما پیش بینی کرده بود مشاهده می کنیم.”
این امر نویسندگان این تحقیق اولیه را بر آن داشت تا شبیه سازی هایی را با داده های NICER ایجاد کنند. آنها تأیید کردند که سیگنال 8.5 روزه مشاهده شده احتمالاً نتیجه نفوذ یک سیاهچاله کوچک به قرص برافزایشی همراه سیاهچاله بزرگتر خود است.
چه چیزی باعث گردباد سیاهچاله بزرگ شد؟ اسپاگتی زیاد
این هنوز توضیح نمی دهد که چرا یک سیاهچاله بسیار پرجرم به طور ناگهانی منفجر می شود، بلکه فقط دلیل محو شدن دوره ای این انفجار را توضیح می دهد. این تیم بر این باور است که این سیاهچاله به این دلیل زنده شده است که یک ستاره اخیراً نزدیک مرز بیرونی خود یا “افق رویداد” سرگردان بوده است.
تأثیر گرانشی عظیم یک سیاهچاله عظیم می تواند نیروهای جزر و مدی عظیمی را با نزدیک شدن ستارگان ایجاد کند و آنها را به صورت عمودی کشیده و به صورت افقی خرد کند، در فرآیندی به نام «اسپاگتی». این امر می تواند ستاره را در یک رویداد آشفتگی جزر و مدی از هم جدا کند و باعث انفجار قدرتمند نور و ریزش ناگهانی ماده شود که قرص برافزایش را درخشان کند.
در مورد کهکشان تازه مشاهده شده، به نظر می رسد ماده اضافه شده به سیاهچاله کلان جرم برای چهار ماه سوخت رسانی کرده است، که مدت زمان انفجار است، و همچنین به این معنی است که وقتی سیاهچاله ثانویه کوچکتر در این ماده فرو می رود، به سمت بالا می فرستد. یک توده بزرگتر از ماده گاز از حد معمول
بشام گفت: “ما شواهدی از ورود اجرام از طریق دیسک در زوایای مختلف می بینیم که تصویر سنتی یک دیسک گازی ساده در اطراف سیاهچاله ها را به چالش می کشد.” “ما فکر می کنیم تعداد قابل توجهی از این سیستم ها وجود دارد.”
ریچارد ساکستون ستاره شناس پرتو ایکس از مرکز اروپا برای نجوم فضایی در مادرید است و در این تحقیق شرکت نداشته است. او گفت که نتایج جدید و فناوری مورد استفاده برای رسیدن به آنها، در نهایت می تواند به ستاره شناسان کمک کند تا سیاهچاله های کلان پرجرم و محیط های عجیبی را که در آن زندگی می کنند، بهتر درک کنند.
ساکستون در بیانیه‌ای گفت: «این نتیجه نشان می‌دهد که سیاه‌چاله‌های دوتایی بسیار نزدیک می‌توانند در هسته‌های کهکشانی رایج باشند، که یک پیشرفت بسیار هیجان‌انگیز برای آشکارسازهای امواج گرانشی آینده است». “این یک مثال عالی از چگونگی استفاده از زباله های یک ستاره شکست خورده برای روشن کردن فضای داخلی هسته کهکشانی است که در غیر این صورت تاریک باقی می ماند. مانند استفاده از رنگ فلورسنت برای یافتن نشتی در یک لوله است.”
تحقیقات این تیم روز چهارشنبه (27 مارس) در مجله Science Advances منتشر شد.
