نابود شدن یک ستاره پرجرم توسط یک سیاهچاله غول‌پیکر!!

 دانشمندان یک مطالعه دقیق از یک ستاره پرجرم را تکمیل کرده‌اند که توسط یک سیاهچاله غول‌پیکر نابود شده است، سیاهچاله ستاره را شکافت.

مفهوم هنری از رویداد اختلال جزر و مدی که در سیستم ASASSN-14li رخ داد. سیاهچاله غول‌پیکر ستاره پرجرم را از هم شکافته و به فضا پرتاب کرد. تصویر از NASA/ CXC/ دانشگاه میشیگان/ J. Miller et al./ CXC/ M.Weiss.

چه اتفاقی می‌افتد وقتی یک ستاره به سیاه‌چاله‌ای غول‌پیکر خیلی نزدیک می‌شود؟ البته خرد می‌شود! در این ماه (22 آگوست 2023)، دانشمندان گفتند که مطالعه یکی از این ستاره‌ها را به پایان رسانده‌اند که به این سرنوشت دچار شد. تلسکوپ‌ها عناصر به جا مانده از ستاره – از جمله نیتروژن و کربن – را تجزیه و تحلیل کردند که هنوز در نزدیکی سیاه‌چاله باقی مانده بودند. محققان گفتند که این عناصر از درون ستاره می‌آیند که به معنای واقعی کلمه درون ستاره کنده شده و به فضا پرتاب شده است.

محققان – همراه با رصدخانه پرتو ایکس چاندرا ناسا و تلسکوپ فضایی XMM-نیوتن ESA – مقاله جدید خود را با بررسی همتایان در The Astrophysical Journal Letters در 21 آگوست 2023 منتشر کردند.

وقتی ستاره‌ها خیلی نزدیک می‌شوند

ستاره‌شناسان این پدیده خشونت‌آمیز را یک رویداد اختلال جزر و مدی می‌نامند. نیروهای گرانشی جزر و مد شدید ایجاد می‌کنند که ستاره را از هم می‌پاشد. قسمت انتهایی جریان گاز حاصل از سیستم می‌گریزد، در حالی که قسمت پیشرو به اطراف چرخیده و سیاهچاله را با دیسکی از آوار احاطه می‌کند. گرانش یک سیاهچاله غول‌پیکر آنقدر قوی است که حتی ستاره‌های بزرگ هم شانس زیادی ندارند.

این تخریب همچنین باعث ایجاد شراره‌ای می شود که اخترشناسان می توانند آن را در نور مرئی، نور فرابنفش و اشعه ایکس ببینند. شعله‌ور شدن با گرم شدن دیسک آوار ستاره اتفاق می‌افتد. این همان چیزی است که برای این رویداد اختلال جزر و مدی خاص در سیستم ASASSN-14li اتفاق افتاد.

نویسنده اصلی، جان میلر از دانشگاه میشیگان اظهار داشت:

ما ذره‌ای از ستاره‌ای را می‌بینیم. عناصر به جا مانده سرنخ هایی هستند که می‌توانیم دنبال کنیم تا بفهمیم چه نوع ستاره ای از بین رفته است.

ASASSN-14li یک رویداد منحصر به فرد بود

رویداد ASASSN-14li، در حالی که شبیه به سایر فاجعه‌های این چنینی بود، به چند دلیل نیز کاملاً قابل توجه بود.

ابتدا، ستاره شناسان آن را در نوامبر 2014 کشف کردند. این نزدیکترین رویداد اختلال جزر و مدی به زمین بود که در دهه قبل با فاصله 290 میلیون سال نوری ثبت شده بود، اما به خودی خود در واقع “نزدیک” به ما نبود!

اگرچه این رویداد برای اولین بار تقریباً یک دهه پیش کشف شد، هنوز چیزهای زیادی وجود دارد که دانشمندان می‌توانند از آن بیاموزند. میلر و همکارانش از مدل‌های نظری جدید برای برآوردهای بهبود یافته در مقایسه با مطالعات قبلی، از مقدار نیتروژن و کربن در اطراف سیاه‌چاله استفاده کردند و در واقع، تجزیه و تحلیل جدید داده‌های زیادی در مورد این رویداد ارائه کرده است. برنا موکلر از رصدخانه‌های کارنگی و دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس، یکی از نویسندگان این مقاله گفت:

از این تلسکوپهای اشعه ایکس می‌توان به عنوان ابزار پزشکی قانونی در فضا استفاده کرد. مقدار نسبی نیتروژن به کربن که ما پیدا کردیم به موادی از درون یک ستاره محکوم به فنا با وزن تقریباً سه برابر جرم خورشید اشاره دارد.

تلسکوپ فضایی هابل قبلاً مقدار نیتروژن بیشتری را در مقایسه با کربن نیز مشاهده کرده بود.

یکی از پرجرم‌ترین ستاره هایی که توسط یک سیاهچاله نابود شده است

این بدان معناست که ASASSN-14li یکی از پرجرم‌ترین ستارگانی است که ستاره‌شناسان کشف کرده‌اند که توسط یک سیاه‌چاله نابود شده است. یکی از نویسندگان انریکو رامیرز-روئیز از دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز، افزود:

ASASSN-14li هیجان‌انگیز است، زیرا یکی از سختترین چیزها با وجود اختلالات جزر و مدی، اندازه‌گیری جرم ستاره بدشانس است، همان چیزی که در اینجا انجام دادیم. مشاهده نابودی یک ستاره پرجرم توسط یک سیاهچاله بسیار پرجرم طلسم کننده است زیرا انتظار می‌رود ستاره‌های پرجرم به طور قابل توجهی کمتر از ستاره‌های کم جرم باشند.

رویداد اختلال جزر و مدی ASASSN-14li. تصویر از ناسا/ CXC/ دانشگاه میشیگان/ جی میلر و همکاران/ رصدخانه اشعه ایکس چاندرا.

مطالعات آینده

اخترشناسان همچنین می‌توانند آنچه را که در مورد ASASSN-14li آموخته‌اند را در مشاهدات آینده به کار ببرند. برای مثال، در مرکز کهکشان راه شیری، یک سیاهچاله بسیار پرجرم وجود دارد. این سیاهچاله در داخل یک خوشه ستاره‌ای قرار دارد که همچنین دارای ستارگان با جرم متوسطی شبیه به ستاره‌ای است که در منظومه ASASSN-14li وجود داشت. از آنجایی که اخترشناسان می‌توانند جرم ستاره‌ای ستارگانی که به‌طور جزر و مدی منقبض شده‌اند را تخمین بزنند، اکنون می‌توانند خوشه‌های ستاره‌ای را در اطراف سیاه‌چاله‌های پرجرم در مرکز کهکشان‌های دیگر نیز شناسایی کنند. تصور می‌شود که بیشتر کهکشانها دارای این سیاهچاله‌های غول پیکر، درست مانند کهکشان راه شیری هستند.

اخترشناسان پیش از این چندین بار سیاهچاله‌ها را دیده‌اند که ستاره‌ها را نابود یا مصرف می‌کنند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Giant black hole rips out insides of massive star

Posted by Paul Scott Anderson August 29, 2023

https://earthsky.org/space/black-hole-star-tidal-disruption-event/