فروچاله گرانشی عمیق سیاه چاله ستاره بدشانس را به شکل دونات در می آورد

به گزارش گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا به نقل از وبگاه (سای تک دیلی)، یک فروچاله گرانشی عمیق ستاره در حال دور زدن بدشانس را می‌بلعد؛ سیاهچاله‌ها آنقدر کشش گرانشی دارند که حتی نور را هم می‌بلعند. این باعث می‌شود آن‌ها هیولا‌های گرسنه‌ای در تاریکی ابدی کمین کنند. اگر در تاریکی جوهری فضا به یکی از آن‌ها برخورد کردید راه گریزی نیست. این برای فضانوردانی که هنوز دورتر از ماه سفر نکرده اند، نگران کننده نیست. اما اگر ستارگان در زمان نامناسبی در مکان نامناسبی قرار گیرند، می‌توانند با این خطر روبرو شوند.

اخترشناسان هابل زمانی که به آن‌ها در مورد فلش تابش پرانرژی از هسته کهکشانی در فاصله ۳۰۰ میلیون سال نوری از ما هشدار داده شد، در ردیف جلو در چنین دربی تخریب بین ستاره‌ای قرار گرفتند. مانند یک افسر پلیس که به سرعت به صحنه تصادف می‌رسد، بینایی هابل قبل از پایان برخورد آموزش داده شد. هابل خیلی دورتر از آن است که نتواند ستاره محکوم به فنا را ببیند. در عوض، ستاره شناسان هابل اثر انگشت نور ستارگان ناشی از این حادثه را گرفتند.

این طیف‌ها داستان پزشکی قانونی از سقوط یک ستاره در یک مخلوط کن کیهانی را روایت می‌کنند. خرد شد و مانند یک تکه تافی کشیده به سمت سیاهچاله کشیده شد. این فرآیند حلقه‌ای از گاز به شکل دونات را در اطراف سیاه‌چاله تشکیل می‌دهد که گاز فوق‌گرم‌شده از هر جهت خارج می‌شود. تا به امروز حدود ۱۰۰ سیاهچاله سیری ناپذیر مشاهده شده است.

این دنباله از تصاویر هنرمند نشان می‌دهد که چگونه یک سیاهچاله می‌تواند یک ستاره در حال دور زدن را ببلعد.

۱. یک ستاره معمولی از نزدیک یک سیاهچاله بسیار پرجرم در مرکز یک کهکشان عبور می‌کند.

۲. گاز‌های بیرونی ستاره به میدان گرانشی سیاهچاله کشیده می‌شوند.

۳. ستاره با جدا کردن نیرو‌های جزر و مدی خرد می‌شود.

۴. بقایای ستاره به حلقه‌ای به شکل دونات در اطراف سیاهچاله کشیده می‌شوند و در نهایت به درون سیاهچاله می‌افتند و مقدار زیادی نور و تشعشعات پرانرژی آزاد می‌کنند.

منبع: NASA، ESA، Leah Hustak (STScI)

هابل سیاهچاله گرسنه را در حال چرخاندن ستاره گرفته شده به شکل دونات می‌یابد

سیاهچاله‌ها گردآورنده هستند نه شکارچی. آن‌ها در کمین می‌مانند تا اینکه ستاره‌ای بدبخت سرگردان می‌شود. هنگامی که ستاره به اندازه کافی نزدیک می‌شود، چنگ گرانشی سیاهچاله به شدت آن را می‌شکافد و گاز‌های آن را در حالی که تشعشعات شدید را آروغ می‌زند، می‌بلعد.

اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل ناسا آخرین لحظات یک ستاره را هنگام بلعیده شدن توسط سیاهچاله با جزئیات ثبت کرده اند.

این‌ها "رویداد‌های مختل جزر و مد" نامیده می‌شوند. اما این عبارت، خشونت پیچیده و خام یک رویارویی با سیاهچاله را رد می‌کند. تعادلی بین گرانش سیاهچاله که مواد ستاره‌ای را می‌کشد و تابش موادی که به بیرون می‌پرد وجود دارد. به عبارت دیگر، سیاهچاله‌ها خواران آشفته‌ای هستند. اخترشناسان از هابل استفاده می‌کنند تا به جزئیات این که چه اتفاقی می‌افتد زمانی که یک ستاره سرگردان در پرتگاه گرانشی فرو می‌رود، استفاده می‌کنند.

هابل نمی‌تواند از ضربات جزر و مدی AT۲۰۲۲dsb از نزدیک عکس بگیرد، زیرا این ستاره در فاصله ۳۰۰ میلیون سال نوری در هسته کهکشان ESO ۵۸۳-G۰۰۴ قرار دارد. اما اخترشناسان از حساسیت قدرتمند فرابنفش هابل برای مطالعه نور ستاره خرد شده استفاده کردند که شامل هیدروژن، کربن و ... است. این طیف سنجی سرنخ‌های پزشکی قانونی را برای قتل سیاه چاله ارائه می‌دهد.

اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ‌های مختلف حدود ۱۰۰ رویداد مختل شدن جزر و مد در اطراف سیاهچاله‌ها را شناسایی کرده اند. ناسا اخیراً گزارش داد که چندین رصدخانه فضایی پرانرژی خود، رویداد دیگری را در ۱ مارس ۲۰۲۱ مشاهده کردند که در یک کهکشان دیگر رخ داده است. برخلاف مشاهدات هابل، داده‌ها در نور پرتو ایکس از یک تاج بسیار داغ در اطراف سیاه‌چاله که پس از جدا شدن ستاره شکل گرفته بود، جمع‌آوری شد.

با این حال، با توجه به زمان مشاهده، هنوز رویداد‌های جزر و مدی بسیار کمی وجود دارد که در نور فرابنفش مشاهده می‌شود. Emily Engelthaler از مرکز اخترفیزیک گفت: این واقعاً مایه تاسف است، زیرا اطلاعات زیادی وجود دارد که می‌توانید از طیف فرابنفش بدست آورید. هاروارد و اسمیتسونیان (CfA) در کمبریج، ماساچوست. "ما هیجان زده هستیم، زیرا می‌توانیم این جزئیات را در مورد آنچه که زباله انجام می‌دهد به دست آوریم. رویداد جزر و مد می‌تواند چیز‌های زیادی در مورد یک سیاهچاله به ما بگوید.» تغییرات در وضعیت ستاره محکوم به شکست به ترتیب روز‌ها یا ماه‌ها رخ می‌دهد.

برای هر کهکشانی معین با یک سیاهچاله بسیار پرجرم ساکن در مرکز، تخمین زده می‌شود که خرد شدن ستاره تنها چند بار در هر ۱۰۰۰۰۰ سال اتفاق می‌افتد.

این رویداد غذاخوری ستاره‌ای AT۲۰۲۲dsb برای اولین بار در ۱ مارس ۲۰۲۲ توسط بررسی خودکار تمام آسمان برای ابرنواختر‌ها (ASAS-SN یا "قاتل")، شبکه‌ای از تلسکوپ‌های زمینی که تقریباً یک بار در هفته آسمان فرا کهکشانی را بررسی می‌کند، ثبت شد. حوادث خشونت بار، متغیر و گذرا که جهان ما را شکل می‌دهند. این برخورد پرانرژی به اندازه کافی به زمین نزدیک بود و به اندازه کافی درخشان بود که اخترشناسان هابل بتوانند طیف‌سنجی فرابنفش را در یک دوره زمانی طولانی‌تر از حد معمول انجام دهند.

معمولاً مشاهده این رویداد‌ها سخت است. شاید در ابتدای اختلال، زمانی که واقعاً روشن است، چند مشاهده دریافت کنید. پیتر ماکسیم از CfA گفت: برنامه ما از این جهت متفاوت است که برای بررسی چند رویداد جزر و مدی در طول یک سال طراحی شده است تا ببینیم چه اتفاقی می‌افتد. ما آنقدر زود دیدیم که بتوانیم آن را در این مراحل برافزایش سیاهچاله بسیار شدید مشاهده کنیم. ما شاهد کاهش نرخ رشد بودیم، زیرا در طول زمان به یک قطره تبدیل شد.

داده‌های طیف‌سنجی هابل از ناحیه گاز بسیار روشن، داغ و دوناتی شکل که زمانی ستاره بوده است، تفسیر می‌شود. این ناحیه که به چنبره معروف است، به اندازه منظومه شمسی است و حول سیاهچاله‌ای در وسط می‌چرخد.

ما به جایی در لبه آن دونات نگاه می‌کنیم. ماکسیم می‌گوید: ما یک باد ستاره‌ای از سیاهچاله را می‌بینیم که روی سطح را فرا می‌گیرد و با سرعت ۲۰ میلیون مایل در ساعت (سه درصد سرعت نور) به سمت ما پرتاب می‌شود. ما واقعاً هنوز در حال بررسی این رویداد هستیم. شما ستاره را تکه تکه می‌کنید و سپس این ماده به سیاهچاله راه پیدا می‌کند؛ و بنابراین شما مدل‌هایی دارید که فکر می‌کنید می‌دانید چه اتفاقی می‌افتد، و سپس آنچه را که واقعاً می‌بینید به دست می‌آورید. این مکان هیجان‌انگیزی برای دانشمندان است: درست در حد فاصل دانسته‌ها و ناشناخته‌ها.

نتایج طی یک کنفرانس مطبوعاتی در ۱۲ ژانویه ۲۰۲۲ در بیست و چهل و یکمین نشست انجمن نجوم آمریکا در سیاتل، واشنگتن گزارش شد.