ناسا مشغول تماشای تغذیه سیاه چاله بر روی جسد ستاره نابود شده است!!

دانشمندان در حالی که سیاهچاله دوردست غذای ستاره‌ای خود را می‌بلعد، درخشش “کرونا” را شناسایی کردند.

سیاهچاله‌ای که یک ستاره مرده را می بلعد، در این تصویر رخداد اختلال جزر و مدی، یک “کرونا” پلاسما را تجربه می‌کند. (اعتبار تصویر: NASA/JPL-Caltech)

ستاره‌شناسان سیاهچاله‌ای پرجرم را رصد کرده‌اند که بقایای ستاره‌ای را می‌بلعد و شاهد تشکیل هاله گاز داغ با جزئیات بی‌سابقه بوده است.

همانطور که سیاهچاله در قلب کهکشانی واقع در فاصله 250 میلیون سال نوری از ما قرار دارد، از بقایای پیکر ستاره تغذیه می‌کند، دانشمندان متوجه افزایش چشمگیر نور پرانرژی پرتو ایکس شدند. این تشعشعات نشان می‌دهد که وقتی مواد به سمت سیاهچاله کشیده می‌شوند، ساختاری بسیار داغ از پلاسما را روی سیاهچاله تشکیل می‌دهند که «کرونا» نامیده می‌شود.

تخریب ستارگان توسط تأثیر گرانشی سیاهچاله‌ها، رویداد مختل جزر و مد (TDE) نامیده می‌شود. این TDE با نام AT2021ehb شامل یک سیاهچاله با جرم 10 میلیون برابر خورشید است.

مشاهدات AT2021ehb، پنجمین نمونه نزدیک از یک TDE که تاکنون مشاهده شده است، دقیق‌ترین دیدگاه خود را از ایجاد یک کرونا به دانشمندان ارائه می‌دهد که تاکنون دیده‌اند. نتایج می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا فیزیک پیچیده‌ای را درک کنند که در هنگام سقوط مواد روی سیاه‌چاله‌ها انجام می‌شود، فرآیندی به نام «برافزایش» و آنچه برای مواد ستاره‌ای حاصل از ستارگان پیش از بلعیده شدن اتفاق می‌افتد.

سووی گزاری، یکی از نویسندگان این مطالعه و ستاره شناس در موسسه علمی تلسکوپ فضایی در بالتیمور، مریلند، در بیانیه‌‌ای گفت: رویدادهای اختلال جزر و مد نوعی آزمایشگاه کیهانی هستند. “آنها پنجره ما به تغذیه بلادرنگ یک سیاهچاله پرجرم هستند که در مرکز یک کهکشان کمین کرده‌اند.”

  سیاهچاله‌ها و اسپاگتی‌های ستاره‌ای

در TDE ها، گرانش یک طرف ستاره را بیشتر از طرف دیگر می‌کشد و نیروی جزر و مدی ایجاد می‌کند که از هم جدا می شود، یا ستاره را «اسپاگتی می‌کند» جریانی طولانی از گاز داغ بر جای می‌گذارد.

این “نودل” ستاره‌ای به دور سیاهچاله مرکزی می‌پیچد و در این فرآیند به خود کوبیده می‌شود. این ضربه امواج ضربه‌ای و جریان خروجی گاز ایجاد می‌کند که نوردر طیف گسترده‌ای از طول موجها، از جمله نور مرئی، نور ماوراء بنفش و اشعه ایکس تولید می‌کند. در نهایت، مواد در ساختاری دیسک مانند به نام دیسک برافزایشی با موادی ته نشین می‌شود که در اطراف سیاهچاله می‌چرخند و به تدریج به سطح آن می‌چرخند.

بسیاری از سیاه‌چاله‌ها توسط دیسک‌های برافزایشی پرجرم احاطه شده‌اند که می‌توانند بیلیونها مایل امتداد داشته باشند و در طول سالها یا حتی هزارها سال شکل بگیرند. این دیسک‌ها در اثر شرایط خشونت‌آمیز ناشی از تأثیر گرانشی سیاه‌چاله‌هایی که به تدریج تغذیه می‌کنند، فوق‌العاده گرم می‌شوند. در نتیجه، آنها اغلب می توانند آنقدر نور ساطع کنند که از کل کهکشانها بیشتر بتابد.

سایر سیاهچاله‌ها، مانند قوس A* (Sgr A*) در قلب کهکشان راه شیری، با مواد بسیار کمتری احاطه شده‌اند و بنابراین به اندازه سیاه‌چاله‌های «خوش‌تغذیه» تشعشعات ساطع نمی‌کنند.

TDE هایی که در آن یک ستاره به شدت از هم جدا می‌شود، زمانی که روی سیاهچاله‌هایی که حریصانه تغذیه می کنند یا همتایان روزه‌دار رخ می‌دهند، می‌توانند مشخص شوند. علاوه بر این، این رویدادها تنها طی چند هفته یا چند ماه از شروع تا پایان اتفاق می‌افتند. به عنوان مثال، TDE AT2021ehb تنها در طول 100 روز رخ داد.

این مدت زمان کوتاه همراه با دید زیاد، TDE ها را برای اخترشناسانی فریبنده می‌کند که می‌توانند از آنها برای تعیین این امر استفاده کنند که چگونه گرانش سیاهچاله‌ها مواد را برای ایجاد گسیل‌های قدرتمند و محیط‌های فیزیکی عجیب و غریب دستکاری می‌کند.

TDE AT2021ehb اولین بار توسط تأسیسات گذرا Zwicky (ZTF)، واقع در رصدخانه پالومار در جنوب کالیفرنیا، در 1 مارس 2021 مشاهده شد. این رصد توسط تلسکوپ کاوشگر ترکیب داخلی (NICER) رصدخانه نیل گرلز سویفت و ستاره نوترونی دنبال شد.

تقریباً ده ماه پس از اولین مشاهده، ماهواره آرایه تلسکوپی طیف‌سنجی هسته‌ای (NuSTAR) شروع به مطالعه AT2021ehb در نور پرتو ایکس کرد.

NuStar هنگامی که ستاره‌شناسان برای اولین بار یک تاج را بر فراز سیاهچاله مشاهده کردند، شگفتی ساز شد. این باعث تعجب شد زیرا این ابرهای پلاسمای داغ معمولاً همراه با فواره‌های گازی که از سیاهچاله‌ها منفجر می‌شوند دیده می‌شوند، اما AT2021ehb هیچ جت مرتبط با آن نداشت.

دانشجوی فارغ التحصیل و سرپرست موسسه فناوری کالیفرنیا: “ما هرگز رویداد مختل شدن جزر و مد با انتشار اشعه ایکس مانند این را بدون حضور جت ندیده‌ایم، و این واقعاً دیدنی است زیرا به این معنی است که می‌توانیم به طور بالقوه عواملی که باعث جتها و عواملی که باعث کرونا می‌شوند را از هم جدا کنیم.” نویسنده یوهان یائو، گفت. مشاهدات ما از AT2021ehb با این ایده مطابقت دارد که میدان‌های مغناطیسی با چگونگی شکل‌گیری تاج ارتباطی دارد و ما می‌خواهیم بدانیم چه چیزی باعث می‌شود آن میدان مغناطیسی اینقدر قوی شود.

یائو و تیم اکنون به دنبال TDE های بیشتری برای مطالعه با تلسکوپ هایی مانند Swift، NICER و NuSTAR خواهند بود. این مشاهدات می‌تواند جزئیات بیشتری را به پدیده تشکیل تاج که در اطراف AT2021ehb مشاهده می شود اضافه کند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

NASA watches black hole snack on destroyed star’s corpse

By Robert Lea

https://www.space.com/black-holes-snacks-on-dead-star-corona