چگونه سیاه‌چاله‌ها کوتوله‌های سفید را به زندگی بازمی‌گردانند!!

کوتوله‌های سفید، بقایای مرده ستاره‌های بزرگ و یکبارفعال مانند خورشید ما هستند. اما سیاه‌چاله‌ها می‌توانند آنها را مجددا فعال کنند.

مفهوم هنری از یک سیاهچاله در 47 Tucanae X9 از ستاره کوتوله سفید نزدیک. تصویر از ناسا / CXC / M. وایس

درست مثل موجودات زنده، ستاره‌ها متولد می‌شوند، زندگی می‌کنند و سپس می‌میرند. اما آیا می‌دانستید، در برخی موارد، ستاره “مرده”  مرگش ممکن است فقط چند ثانیه طول بکشد؟ این یافته از یک مطالعه جدید بررسی شده توسط کریس فریگلیف اخترفیزیکدانی در 16 اوت 2018 در مجله Astrophysical منتشر شد. این تحقیق با استفاده از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری نشان داده است که چه اتفاقی می‌افتد زمانی که یک ستاره یا یک شیء دیگر به سیاه‌چاله خیلی نزدیک می‌شود. این مطالعه نشان می‌دهد که یک شیوه‌ای که یک سیاهچاله می‌تواند یک ستاره کوتوله سفید – هسته‌ ستاره خورشیدمانند که اکنون مرده است – بی‌درنگ به زندگی بازگرداند.

اگر کوتوله سفید از نزدیکی یک سیاهچاله عبور کند، پس از آن همزمان، گرانش و فشرده‌سازی ایجاد می‌شود که ناشی از نیروی جزر و مدی سیاهچاله است. در طی این رویداد ناپدید شدن جزر و مد، که ممکن است تنها چند ثانیه طول بکشد، همجوشی هسته‌ای در کوتوله سفید ممکن است به طور مختصر تغییر کند.

توسط این پروسه همجوشی هسته‌ای است که ستاره‌های “زنده” مانند خورشید ما، می‌توانند بدرخشند.

شبیه‌سازی کامپیوتری یک ستاره کوتوله سفید که به طور معمول توسط یک سیاهچاله جرم متوسط ​​به وجود آمده است. تصویر از Chris Fragile / کالج چارلستون.

این سناریو چقدر احتمال دارد؟

براساس مطالعه Fragile، این امر ممکن است، اما شرایط خاصی باید ابتدا رخ دهد. کوتوله سفید باید نسبتا نزدیک به یک سیاهچاله جرم متوسط ​​باشد، یعنی حدود 1000 تا 10 هزار برابر جرم خورشید ما. در سناریوی Fragile، کوتوله سفید در داخل شعاع جزر و مد سیاه‌چاله برای حداکثر تنها چند ثانیه عبور می‌کند. این زمان برای همجوشی هسته‌ای برای راه اندازی مجدد کوتوله سفید کافی می‌باشد.

در زمان حال، اخترشناسان هنوز بسیاری از سیاهچاله‌های جرم متوسط ​​را کشف نکرده‌اند، اگرچه این بدان معنا نیست که تعداد زیادی از آنها وجود ندارد. این فقط به این معنی است که پیدا کردن آنها سخت هستند. Fragile در بیانیه‌ای از کالج چارلستون گفت:

مهم این است که بدانیم چند سیاه‌چاله جرم متوسط وجود دارد، چرا که این مسئله به پرسش‌ اینکه که ابرسیاهچاله‌ها از کجا می‌آیند کمک می‌کند [زیرا برخی از مدل‌ها ابرسیاهچاله توسط این سیاه‌چاله‌های با جرم متوسط تشکیل می‌شوند).

مفهوم هنری در مورد وقفه ناگهانی در اطراف یک سیاهچاله عظیم. تصویر از NRAO / AUI / NSF / NASA.

چنین شبیه‌سازی‌هایی قبلا نشان داده‌اند که سوزاندن هسته باید یک نتیجه معمول باشد. نزدیک شدن کوتوله سفید به سیاهچاله، عنصر آهن را تولید می‌کند، در حالی که رویکردهای دورتر باعث تولید کلسیم می‌شود. همچنین باید انفجار کوتاهی از امواج گرانشی داشته باشد که به وسیله ابزارهای آینده شناسایی شده باشد.

همجوشی هسته‌ای یکی از جنبه‌های مهم جزر و مد است؛ از آنجا که ساختار شیمیایی کوتوله سفید تغییر اساسی دارد. هلیم، کربن و اکسیژن موجود در یک کوتوله سفید به عناصر نزدیک به آهن در جدول تناوبی تبدیل می‌شوند. بعضی از این مواد تحت تأثیر قرار می‌گیرند و به فضا پرتاب می‌شوند و به تولد ستارگان و سیارات جدید کمک می‌کنند.

ستاره کوتوله سفید، سیریوس B، در مقایسه با اندازه زمین، حدود همان اندازه، اما با یک میدان گرانشی 350،000 بار بیشتر است. کوتوله‌های سفید، بقایای مرده‌ای از ستاره های بزرگ و فعال مانند خورشید هستند، و گاهی اوقات سیاهچاله‌ها می‌توانند به طور موقت آنها را به زندگی بازگردانند. تصویر از ESA.

سیاه‌چاله‌ها اغلب توسط عبور هر شی که به آنها نزدیک می‌شود، تفکیک می‌شوند؛ ممکن است این تقریبا درست باشد، اما گاهی اوقات این رویداد خشونت‌آمیز نیز، حداقل به طور موقت، یک ستاره را تحت شرایط خاصی به زندگی برمی‌گرداند. این مثال خوبی است از اینکه چگونه جهان عجیب و غریب و غیرمنتظره باشد، و اینکه چگونه فن‌آوری مدرن می‌تواند به پدیده‌های کیهانی که هرگز حتی قبل از آن رخ نداده یا وجود نداشته است، کمک کند.

منبع: http://earthsky.org/space/how-black-holes-bring-white-dwarfs-back-to-life