وقتی سیاهچاله‌ای ستاره‌ای را می‌بلعد، چه اتفاقی می‌افتد؟
مجله علمی ایلیاد - در مرکز کهکشان ما سیاهچاله غول‌پیکری به نام «کمان A» وجود دارد. بر اساس مشاهدات فعلی، اخترشناسان تعیین کرده‌اند که این سیاهچاله‌ی عظیم قطری معادل ۴۴ میلیون کیلومتر دارد و جرم آن ۴.۳۱ میلیون برابر جرم خورشید است. ستاره‌ای که در فاصله‌ای بسیار نزدیک به این سیاهچاله پرسه بزند، در اثر فرآیند خشنی به‌نام «رویداد درهم گسیختگی جزرومدی» یا «TDE» از هم خواهد گسیخت.
این رویدادها باعث انتشار پرتوهای تابش بسیار درخشانی می‌شوند که به اخترشناسان اجازه می دهند تا بدانند ستاره‌ای بلعیده شده است. متاسفانه، محققان برای دهه‌ها نتوانستند این رویدادها را از سایر پدیده‌های کهکشانی تفکیک کنند. اما به پاس مطالعه‌ی جدیدی که گروهی بین‌المللی از اخترفیزیکدانان انجام دادند، حالا اخترشناسان به مدل متحدی دست پیدا کرده‌اند که مشاهدات تازه از این رویدادهای سهمگین را توضیح می‌دهد.
این مطالعه که با عنوان «مدل متحد برای رویدادهای درهم گسیختگی جزر و مدی» در مجله‌ی Astrophysical Journal Letters منتشر شده است، به رهبری «جین لیکسین دای» فیزیکدان از مرکز کیهان‌شناسی تاریک موسسهی نیلز بور انجام شد. خانم لیکسین دای از همکاری اعضای موسسهی علوم فضایی مشترک دانشگاه مریلند و دانشگاه سانتاکروز کالیفرنیا هم بهره برده است.
«انریکو رامیرز رویز» استاد و مدیر بخش اخترشناسی و اخترفیزیک در دانشگاه سانتاکروز کالیفرنیا، در مصاحبه‌ای خبری گفت: «ما در دهه‌ی گذشته توانستیم رویدادهای درهم گسیختگی جزر و مدی را از سایر پدیده‌های کهکشانی تفکیک کنیم. مدل جدید چارچوبی اساسی برای درک این رویدادهای نادر در اختیارمان قرار خواهد داد.»
در اکثر کهکشان‌ها، سیاهچاله‌های غول‌پیکر فعالی هیچ ماده‌ای را نمی‌بلعند و هیچ نوری هم منتشر نمی‌کنند؛ همین عامل آنها را از کهکشان‌هایی که هستهی کهکشانی فعال یا همان «AGN» دارند، جدا می‌کند. رویدادهای درهم گسیختگی جزر و مدی بسیار نادر هستند و فقط یکبار در هر ۱۰،۰۰۰ سال در یک کهکشان به وقوع می‌پیوندند. با این وجود، زمانی که ستاره‌ای از هم گسیخته و به نابودی خود نزدیک می‌شود، حجم بسیار قابل‌توجهی از تابش در فضا پراکنده می‌کند.
خانم لیکسین دای در ادامه توضیح می‌دهد: «جالب است که چطور مواد تحت چنین شرایط حاد و بغرنجی به درون سیاهچاله‌ها راه پیدا می‌کنند. وقتی سیاهچاله در حال خوردن گاز ستاره‌ای است، حجم بالایی از تابش ساطع می‌شود. تابش چیزی است که می‌توانیم مشاهده کنیم. ما می‌توانیم با استفاده از این تابش، فیزیکِ دخیل در آن‌را درک کنیم و ویژگی‌های سیاهچاله را مورد بررسی و محاسبه قرار دهیم. حالا نوبت به شکار رویدادهای درهم گسیختگی جزر و مدی رسیده است.»
در چند سال گذشته، چند گزینه‌ی احتمالی با استفاده از تلسکوپ‌های پرتو ایکس و بررسی فرابنفش برای این رویدادهای عجیب شناسایی شده است. اگرچه انتظار می‌رود قوانین فیزیک یکسانی برای رویدادهای درهم گسیختگی جزر و مدی صدق کنند، اما اخترشناسان متوجه شدند که دسته‌های متفاوتی از این رویدادها وجود دارند. برخی از آنها عمدتاً پرتو ایکس منتشر می‌کنند، برخی دیگر هم عمدتاً نور فرابنفش و مرئی ساطع می‌کنند. در نتیجه، نظریه‌پردازان در درک ویژگی‌های مختلف تقلا کرده و مدل منسجمی طراحی کردند که همه‌ی آنها را می‌تواند توضیح بدهد. دای و همکارانش با این مدل توانستند عناصری را از نسبیت عام، میدان‌های مغناطیسی، تابش و هیدرودینامیک گاز در هم ادغام کنند.
علاوه بر این، محققان از ابزارهای محاسباتی پیشرفته و برخی دیگر از ابزارهای کامپیوتری در این راستا استفاده کردند. با استفاده از مدل طراحی شده، گروه تحقیق به این نتیجه رسید که زاویه‌ی دید ناظر نقش عمده را در اختلاف مشاهده دارد. کهکشان‌های مختلف به طور تصادفی به جهت ناظران در زمین قرار گرفته‌اند؛ ناظرانی که بسته به جهت رویدادهای درهم گسیختگی جزر و مدی، جنبه‌های مختلف آنها را می‌بینند. رامیرز رویز بیان کرد: «گویی نقابی وجود دارد که بخشی از چهره‌ی یک حیوان وحشی را پوشانده است. ما از زوایایی این حیوان درنده خود را می‌بینیم و از زوایایی دیگر حیوانی درنده خو می‌بینیم که نقاب بر چهره دارد. حیوان همان حیوان است، درک ما است که فرق می‌کند.»
در سالهای آینده، انتظار می‌رود چندین پروژه داده‌های بیشتری را در خصوص این رویدادهای نادر فراهم آورند؛ لذا دامنه‌ی تحقیقات درباره‌ی این پدیده گسترش پیدا خواهد کرد. به گفته‌ی برخی محققان، ما صدها تا هزاران رویداد درهم گسیختگی جزر و مدی را در سالهای بعد مشاهده خواهیم کرد. درک بهتر نحوه‌ی کارکرد و ماهیت سیاهچاله‌ها به اخترشناسان کمک خواهد کرد تا اطلاعات بیشتری درباره‌ی تکامل کهکشان‌ها به‌دست آورند.
نوشته: مت ویلیامز
ترجمه: منصور نقی‌لو - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: منصور نقی‌لو - مجله علمی ایلیاد