تغذیه سیاهچاله غول‌پیکر از ستاره میزبانش در یک کهکشان نزدیک!!
به نظر می رسد، این امر می‌تواند کلیدی برای افشای تعداد بیشماری سیاهچاله مشابه دیگر باشد.
تصویر کامپیوتری از یک سیاهچاله بزرگ و تغذیه کننده
برای هر چیزی آغازی وجود دارد. حتی سیاهچاله ها
هفته گذشته، ما در مورد یک سیاهچاله “ساکت”(سیاهچاله‌ای است که ستاره‌شناسان فقط از طریق گذشتن نور از کنار آن و انحراف نور متوجه وجود سیاهچاله می‌شوند) تازه کشف شده در یک خوشه کروی به نام NGC 1850 صحبت کردیم که در یک کهکشان نزدیک قرار دارد.
جرم کیهانی تقریباً 11 برابر جرم خورشید، با ستاره دیگری در یک منظومه دوتایی در مدار قرار می‌گیرد. اما این در حالی است که سطوح شکار (مراحل بلعیدن ستاره‌ها و غبار کیهانی) سیاهچالههای معمولی را با ستاره همدم کیهانی خود نشان نمی‌دهد، در پایان، آن را زنده در حالی می‌خورد که رقص مرگ ادامه دارد، تا زمانی که چیزی جز هسته باقی نماند، یک کوتوله سفید که به آرامی درون سیاهچاله محو می‌شود.
مطالعه سیاهچالههای جوانی مانند این می‌تواند فراتر از آشکار کردن تکامل اولیه سیاهچالهها باشد: همچنین می‌تواند توانایی ما را برای تشخیص سیاهچالهها در مراحل مختلف اولین قدم‌هایشان (در تکامل و افزایش جرم)، چه در تغذیه (از ستاره خود) و چه در حالت خفته (بدون بلعیدن ستاره و تقریبا غیرقابل تشخیص)، به طور قابل‌توجهی افزایش دهد.
یک سیاهچاله جوان از یک ستاره خورشید مانند در نزدیکی خود تغذیه می‌کند
هیچ‌کس نمی‌تواند مستقیماً سیاهچالهها را رصد کند که به طور قابل‌توجهی اثبات وجود آنها را دشوار می‌کند. بهترین شواهدی که تاکنون یافته‌ایم از سیستم‌های دوتایی می‌آیند که در آن یک ستاره مرئی در مداری با سیاهچاله عظیم‌الجثه و در عین حال دیده نشده به دام افتاده است. مشاهداتی مانند این به ستاره‌شناسان ابزاری برای ردیابی و تجزیه و تحلیل سیاهچالهها از طریق تأثیر آنها بر ستاره‌های اطراف و سایر منابع نور داده است. در حالی که تنها مشاهدات انگشت‌شماری از سیاهچالههای غیرتعاملی (بدون ستاره و تعامل با آن و بلعیدن آن) در حال حرکت در میان خوشه‌های ستاره‌ای انجام شده است، زیرا محدودیت‌های ذاتی سیاهچالههای غیرتغذیه‌کننده وجود دارد (سیاهچاله‌هایی که فقط از طریق انحراف نور در اطراف آنها شناسایی می‌شوند و فاقد همدم ستاره‌ای هستند و عملا تعاملی ندارند).
علاوه بر این، تا به حال، هیچ ردیابی مستقیمی از طریق تأثیرات دینامیکی (بررسی نوع حرکت ستاره‌های اطراف سیاهچاله) روی محیط اطراف از سیاهچالههای درون خوشه‌های ستاره‌ای انجام نشده است که دانش چگونگی تکامل تکینگی‌های هیولایی (جرم بینهایت) در چنین محیط‌های ستاره‌ای با چگالی بالا را نادیده می‌گیرد. نویسندگان مطالعه، تحت رهبری ساراسینو از دانشگاه جان مورز لیورپول در بریتانیا، سرانجام سیاهچاله‌ای را در یک خوشه کروی (ستاره‌ای) به نام NGC 1850، به لطف برهم‌کنش آن با یک ستاره نزدیک کشف کردند. این شی که NGC 1850 BH1 نام دارد، نسبتاً جوان است و تنها 100 میلیون سال سن دارد. اما از نظر اندازه بزرگ است.
پنجره‌ای به دوران کودکی (ابتدایی) تکامل سیاهچاله
سیاهچاله تازه کشف شده که کهکشانی اقماری از کهکشان راه شیری ما است در ابر ماژلانی بزرگ (LMC)، قرار دارد. این آخرین کشف بخشی از یک جستجوی گسترده‌تر و سیستماتیک برای سیاهچالههای با جرم ستاره‌ای در خوشه‌های ستاره‌ای جوان و غول‌پیکر در کهکشان ماژلانی بزرگ LMC از طریق استفاده از مشاهدات MUSE چند دوره‌ای (کاوشگر طیف‌سنجی چند واحدی) است که توسط تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) ESO به ثبت رسیده است. (طیف‌سنجی، مطالعه جذب و گسیل نور و سایر تشعشعات توسط ماده که مربوط به وابستگی این فرآیندها به طول موج تابش است). فیزیک پشتیبان از جستجوی جدید شامل تغییرات سرعت شعاعی است. براساس این مطالعه، این سیستم دوتایی از سیاهچاله‌ای تشکیل شده است که جرم آن تقریباً ۱۱.۱ برابر خورشید است و با یک ستاره خاموش کننده دنباله اصلی (MSTO) (نقطه چرخش برای یک ستاره به نقطه‌ای در نمودار هرتزسپرونگ-راسل اشاره دارد که در آن ستاره پس از اتمام سوخت اصلی خود، دنباله اصلی را ترک می‌کند. اغلب از آن به عنوان سکانس اصلی خاموشی یاد می‌شود که تقریباً ۴.۹ برابر جرم خورشید است.
همچنین (این سیستم دوتایی تقریبا در حال جدا شدن است) و فقط دارای یک دوره تقریباً 5 روز زمینی، همراه با شیب مداری 38 درجه است. شایان ذکر است، محققان فکر می‌کنند زمانی که ستاره همدم از فاز توالی اصلی خود خارج شود، سیستم دوتایی دچار سرریز روشه-لوب می‌شود. (سرریز لوب روش در یک سیستم دوتایی زمانی اتفاق می‌افتد که یک ستاره لوب روش خود را پر می‌کند (اغلب با انبساط در مراحل بعدی تکامل ستاره‌ای). مدل‌ها نشان می‌دهند که در سیستم‌هایی مانند این، هر ماده‌ای که از لوب روش ستاره عبور می‌کند، اغلب از طریق یک قرص برافزایشی، روی همدم دوتایی (سیاهچاله) جریان می‌یابد. با افزایش فاصله بین دوتایی، این با “انتقال جرم پایدار و انتشار قابل توجه اشعه ایکس” ادامه خواهد یافت. اخترشناسان در بیانیه‌ای مطبوعاتی گفتند: «انتقال جرم احتمالاً زمانی پایان می‌یابد که بخش عمده‌ای از پوشش هیدروژنی ستاره اهداکننده نابود شود و یک هسته ستاره هلیمی باقی بماند. اگر چنین باشد، احتمالاً فاز دیگری از انتقال جرم (و گسیل اشعه ایکس) را تجربه خواهد کرد که ستاره هلیوم را در پوسته می‌سوزاند و در نهایت به یک سیاهچاله + سیستم کوتوله سفید ختم می‌شود. به عبارت دیگر، سیاهچاله جوان به تغذیه ادامه خواهد داد تا زمانی که همدمش به درخشش کم فروغ یک ستاره در حال مرگ، یک کوتوله سفید کاهش یابد. این کشف اخیر در حالی که آنها هنوز در “تابع جرم اولیه” خود هستند یعنی دوران اولیه بلافاصله پس از تشکیل می‌تواند آغاز یک مطالعه جدید بر روی سیاهچالههای جوان باشد. اگر بتوانیم تحلیل خود را درباره سیاهچالههای بیشتر در این مرحله اولیه زندگی آنها گسترش دهیم، ممکن است توانایی خود را برای تشخیص سیاهچالههای دیگری افزایش دهیم که در رقص مرگ با ستارگان مجاور محبوس شده‌اند.
توضیح:
در نجوم، تابع جرم اولیه (IMF) یک تابع تجربی است که توزیع اولیه جرم‌ها را برای جمعیتی از ستارگان توصیف می‌کند. برای مثال، جرم اولیه یک ستاره، عامل اصلی تعیین کننده رنگ، درخشندگی و طول عمر آن است.تابع یا عملکرد تفاوت بین جرم اولیه و جرم ثانویه است (جرمی که ستاره یا سیاهچاله داشته نسبت به جرمی که پس از فرآیند بلعیده شدن ستاره توسط یک سیاهچاله بوجود می‌آید دارای یک تابعی یا functional است.
مترجم: مرتضی نادری‌فرد
منبع:
The Gigantic Black Hole in a Nearby Galaxy Eating Its Host Star to Death
By Brad Bergan
https://interestingengineering.com/the-gigantic-black-hole-in-a-nearby-galaxy-eating-its-host-star-to-death