ستاره‌شناسان سیاه‌چاله‌ای را در کهکشانی دیگر پیدا کردند که در حال متلاشی کردن یک ستاره است

در طول دهه ۱۹۵۰، شیوه بررسی کیهان با معرفی اخترشناسی رادیویی متحول شد. در دهه‌های بعد، ستاره‌شناسان منابع پرنور متعددی از امواج رادیویی را کشف کردند که آن‌ها را “اجرام شبه‌ستاره‌ای” نامیدند. این منابع رادیویی، به همراه منطقه رادیویی درخشان در مرکز کهشکان راه شیری (Sagittarius A)، به عنوان مناطق اصلی کهکشان‌هایی با سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم (SMBH) مشخص شدند. هنگامی که اجرام به سمت این غول‌ها سقوط می‌کنند، به وسیله نیروهای گرانشی شدید از هم می‌پاشند. این پدیده‌ها به عنوان رخدادهای فروپاشی (TDE) شناخته می‌شوند و میزان زیادی از تشعشعات را در طول موج‌های مختلف آزاد می‌کنند.

به لطف پیشرفت فناوری ابزارهای رصدی، اخترشناسان شاهد چند رخداد TDE بوده‌اند که موجب نشر نور رادیویی درخشانی می‌شدند، اما همه آن‌ها در نواحی مرکزی کهکشان‌ها شناسایی شدند. در یک پژوهش اخیر، تیمی بین‌المللی از ستاره‌شناسان به رهبری محققان دانشگاه کالیفرنیا در برکلی (UC Berkeley) از کشف یک رویداد TDE با نام AT 2024tvd در کهکشانی واقع در فاصله ۶۰۰ میلیون سال نوری خبر دادند. برخلاف تمام رخدادهای قبلی، این مورد حدود ۲۶۰۰ سال نوری دورتر از مرکز کهشکان رخ داده و سریع‌ترین تابش رادیویی در حال تحول در نوع خود محسوب می‌شود که تاکنون مشاهده شده است.

این تیم توسط دکتر ایتای سفاردی (Itai Sfaradi) و پروفسور رافائلا مارگوتی (Raffaella Margutti) از دانشگاه کالیفرنیا در برکلی و مرکز تحقیقات چندموجی برکلی درباره حالت‌های گذرا اخترفیزیکی و موارد دیگر (Multi-RAPTOR) رهبری شد. همچنین محققانی از موسسه فیزیک راکاه (Racah) در دانشگاه عبری اورشلیم، مرکز تحقیقات اخترفیزیک دانشگاه آزاد اسرائیل، مرکز اکتشاف و تحقیقات میان‌رشته‌ای در نجوم (CIERA)، مرکز بین‌المللی تحقیقات نجوم رادیویی (ICRAR)، موسسه و مرکز پژوهشی SETI برکلی، ردصدخانه لیدن و مجموعه Breakthrough Listen نیز به تیم اشاره شده پیوستند. رخدادهای فروپاشی جزر و مدی از این نوع (یعنی متلاشی شدن ستاره توسط سیاه‌چاله) زمانی رخ می‌دهند که ستارگان در اطراف سیاه‌چاله‌ها سقوط می‌کنند و بر اثر گرانش شدید آن‌ها از هم پاشیده می‌شوند.

همانطور که ستاره در مدار بیرونی سیاه‌چاله می‌چرخد، مواد از سطح آن جدا شده و به‌صورت نوارهایی درهم تنیده می‌شوند؛ فرایندی که به عنوان “اسپاگتی شدن” شناخته می‌شود. چنین رویدادهایی در اطراف سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم مانند Sagittarius A که در مرکز کهکشان راه شیری قرار دارد، مشاهده شده‌اند. اما در این مورد بی‌سابقه، سیاه‌چاله سرگردان و رخداد فروپاشی جزر و مدی در فاصله‌ای حدود ۲۶۰۰ سال نوری از مرکز کهکشان آن رخ داده است که نشان می‌دهد سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم می‌توانند در بیرون از نواحی مرکزی کهکشان‌ها نیز وجود داشته باشند.

این مشاهدات با ترکیب داده‌های به‌دست‌آمده از برخی از پیشرفته‌ترین تلسکوپ‌های رادیویی جهان ممکن شد. از این ابزارها می‌توان به Very Large Array (VLA) در نیومکزیکو، مجموعه بزرگ میلی‌متری-زیرمیلی‌متری آتاکاما (ALMA) در شیلی، تلسکوپ آلن در کالیفرنیای جنوبی، مجموعه زیرمیلی‌متری (SMA) در هاوایی و تلسکوپ بزرگ تصویرگر میکروکلوین آرک‌مینت (AMI-LA) در بریتانیا اشاره کرد. مشاهدات AMI توسط پروفسور آساف حورش (Assaf Horesh) و تیم او از موسسه فیزیک راکاه رهبری شد.

این داده‌ها از اهمیت فراوانی برخوردار هستند، زیرا تکامل سریع تابش‌های رادیویی را نمایان کردند که سرنخ‌هایی درباره ماهیت فیزیکی تشعشات رادیویی ارائه دادند. داده‌ها دو تابش رادیویی متمایز (یک رویداد با دو نقطه اوج) را نشان دادند که سریع‌تر از هر TDE دیگری که قبلا مشاهده شده بود، در حال تکامل بودند. در همین حال، مدل‌سازی کامپیوتری حداقل دو رخداد پرتاب را نشان داد که ماه‌ها با هم فاصله داشتند. این جریانات قوی مواد ماه‌ها پس از بین رفتن ستاره رخ دادند، نه بلافاصله پس از آن.

سفاردی در بیانیه مطبوعاتی دانشگاه اورشلیم گفت: “این واقعا خارق‌العاده است. ما قبلا هرگز چنین تابش رادیویی درخشانی را از یک سیاه‌چاله که یک ستاره را متلاشی می‌کند، از مرکز کهکشان دور می‌کند و با این سرعت متحول می‌شود، ندیده بودیم. این موضوع نحوه تفکر ما درباره سیاه‌چاله‌ها و رفتار آن‌ها را تغییر می‌دهد.” این نتایج نشان می‌دهند که پس رویدادهای فروپاشی، فرایندهای به تاخیر افتاده و پیچیده‌ای در کار هستند و سیاه‌چاله‌ها می‌توانند پس از دوره‌ای عدم فعالیت، دوباره فعال شوند. دکتر سفاردی دانشجوی فارغ‌التحصیل سابق پرفسور حورش، استاد فیزیک در موسسه راکاه است و یکی از نویسندگان این مقاله نیز محسوب می‌شود.

او گفت: “این یکی از اکتشافات شگفت‌انگیزی است که من در آن نقش داشته‌ام. این حقیقت که پژوهش انجام شده توسط دانشجوی سابق من، ایتای، رهبری شده است، آن را بسیار معنادارتر می‌کند. این یک دستاورد علمی دیگر است که اسرائیل را در خط مقدم فیزیک نجومی بین‌المللی قرار می‌دهد.” ناگفته نماند یافته‌های دانشمندان نام‌برده در مقاله‌ای که در مجله  Astrophysical Journal Letters منتشر خواهد شد، به‌طور مفصل شرح داده شده است.