نگاهی نزدیک به انفجار رازآلود در فاصله‌ی ۲۰۰ میلیون سال نوری
مجله علمی ایلیاد - پدیده‌ی انفجاری «AT2018cow» در داخل یا نزدیک به کهکشانی به‌نام «CGCG 137-068» که ۲۰۰ میلیون سال نوری با ما فاصله دارد و در صورت فلکی هرکول است، رخ داد. این تصویرِ بزرگ‌نمایی شده، مکان «the Cow» را در این کهکشان نشان می‌دهد. درخشش کوتاه و غیر طبیعی‌ای که اخیراً در آسمانِ شب رخ داد، ستاره‌شناسان و فیزیک‌دانان نجومی سراسر دنیا را متعجب کرده است. این رویداد که AT2018cow نام دارد و به‌خاطر حروف تصادفی انتهایی نامش به «the Cow» معروف شده است، با تمام انفجارهای آسمانی تاکنون دیده‌شده، تفاوت دارد که باعث ایجاد چند نظریه درباره‌ی سرچشمه آن شده است.
رویداد AT2018cow در طول ۳ روز، انفجار ناگهانی‌ای از نور را ایجاد کرد که حداقل ۱۰ برابر روشن‌تر از یک ابرنواختر معمولی بود و سپس در طول چند ماه، محو شد. این رویداد غیرعادی در داخل یا نزدیک کهکشان ستاره‌ساز CGCG 137-068 که ۲۰۰ میلیون سال نوری با ما فاصله دارد و در صورت فلکی هرکول است، رخ داد. AT2018cow برای اولین بار توسط تلسکوپ ATLAS «سامانه‌ی هشدار برخورد سیارکی» که توسط ناسا پشتیبانی می‌شود، در هاوایی رصد شد. اما AT2018cow دقیقاً چیست؟ دو گروه با استفاده از داده‌های به‌دست آمده از چند ماموریت ناسا، از جمله رصدخانه‌ی «نایل جرل سوئیفت» و «NuSTAR» در حال منتشر کردن مقاله‌هایی هستند که دلیل‌هایی احتمالی را برای توضیح سرچشمه‌ی AT2018cow پیشنهاد می‌کنند. یکی از این مقاله‌ها می گوید که AT2018cow سیاهچاله‌ای ابر پُرجرم است که یک ستاره‌ی در حال عبور را تکه‌تکه می‌کند. فرضیه آورده شده در مقاله‌ی دوم بیان می‌کند که در اینجا شاهد یک ابرنواختر، یعنی انفجار یک ستاره، هستیم که باعث به‌وجود آمدن سیاهچاله یا ستاره‌ای نوترونی شده است.
پژوهشگران هر دو گروه، تفسیرهای خود را در جلسه‌ی بحث گروهی در ۲۳۳مین گردهمایی جامعه‌ی ستاره‌شناسی آمریکا در سیاتل به اشتراک گذاشتند. با مشاهده‌ی این ویدئو، ببینید که دانشمندان فکر می‌کنند وقتی که یک سیاهچاله، یک ستاره‌ی کوتوله سفید متراکم و داغ را تکه‌تکه می‌کند، چه اتفاقی می‌افتد؟ گروهی که با مشاهده‌های رصدخانه‌ی نایل جرل سوئیفت ناسا کار می‌کند، حدس می‌زند که این فرآیند، انفجار اسرارآمیز AT2018cow را توضیح می‌دهد.
سیاهچاله‌ای که ستاره‌ی فشرده‌ای را تکه‌تکه می‌کند.
یکی از دلیل‌های احتمالی بُروز AT2018cow این است که ستاره‌ای در اتفاقی که ستاره‌شناسان به آن «رویداد اختلال جزر و مدی» می‌گویند، تکه‌تکه شده است. همان‌طور که جاذبه‌ی ماه باعث می‌شود که سطح اقیانوس‌های زمین بالا آمده و جذر و مد ایجاد کنند، سیاهچاله هم چنین اثری، ولی با قدرت بالاتری را بر روی یک ستاره‌ی نزدیک به خود دارد که در نهایت آن‌را به رشته‌ای از گاز تجزیه می‌کند. دُم این رشته‌ی گازی از کل مجموعه فاصله می‌گیرد، ولی سرِ ابتدایی آن دوباره به دورِ سیاهچاله تاب می‌خورد، با خودش برخورد می‌کند و ابری بیضی شکل را تشکیل می‌دهد. به گفته‌ی گروهی که از داده‌های به‌دست آمده از تابش مادون قرمز، اشعه‌های گامای رصدخانه‌ی سوئیفت و همچنین رصدخانه‌های دیگری کمک می‌گیرند، این بهترین توضیح برای رفتارِ AT2018cow است.
«اِیمی لین» دستیار پژوهشی در دانشگاه مریلند آمریکا و مرکز پرواز در فضای گودارد ناسا، می‌گوید: «ما تابه‌حال هیچ چیزی را دقیقاً به شکل AT2018cow ندیده‌ایم که بسیار هیجان‌انگیز است. ما فکر می‌کنیم که یک اختلال جزر و مدی، آن انفجار نور سریع و بسیار غیرمعمولی‌ای که در ابتدای رویداد شاهدش بودیم را ایجاد کرده است و این را بهترین راه برای توضیح دادن رصدهای چندموجی مشاهده شده در سوئیف، در حین محو شدن تدریجی آن در طول چند ماه بعدش می‌دانیم.»
لین و همکارانش فکر می‌کنند که این ستاره‌ی تکه‌تکه شده، یک کوتوله‌ی سفید، یعنی جرم آسمانی داغ و تقریباً به اندازه‌ی زمین که حالت نهایی ستاره‌ها مثل خورشید ما را نشان می‌دهند، بوده است. آن‌ها همچنین محاسبه کرده‌اند که جرم این سیاهچاله می‌تواند در حدود ۱۰۰،۰۰۰ تا ۱ میلیون برابر خورشید باشد که تقریباً به اندازه‌ی سیاهچاله‌ی مرکزی کهکشان خودش خواهد بود. مشاهده‌ی سیاهچاله‌هایی به این اندازه در خارج از مرکز یک کهکشان، غیرعادی است؛ ولی این احتمال وجود دارد که AT2018cow در یک قمر کهکشانی یا خوشه‌ی کروی از ستاره‌های نزدیک به کهشکان رخ داده باشد که جمعیت ستاره‌های مسن‌تر آن‌ها می‌توانند نسبت بیشتری از کوتوله‌های سفید را در مقایسه با کهکشان‌های معمولی داشته باشند.
پدیده‌ی AT2018cow در داخل یا نزدیک به کهکشان CGCG 137-068 که ۲۰۰ میلیون سال نوری با زمین فاصله دارد و در صورت فلکی هرکول است، رخ داد. این به‌علاوه‌ی زرد، مکان این انفجار تعجب برانگیز را نشان می‌دهد. مقاله‌ای که به صورت اشتراکی با لین نوشته شده است و یافته‌های گروه او را توضیح می‌دهد، به زودی در یک نسخه از نشریه‌ی Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر می‌شود.
«پال کوئین» فیزیکدان نجومی در کالج دانشگاهی لندن و نویسنده‌ی اصلی این مقاله، می‌گوید: «پدیده‌ی AT2018cow در مدت زمان بسیار کوتاهی، ابر بزرگی از بقایای ابرنواختری را ایجاد کرد. تکه‌تکه کردن ستاره‌ای بزرگتر برای ایجاد چنین ابری به یک سیاهچاله‌ی بزرگتر نیاز خواهد داشت، به افزایش روشنایی آهسته‌تری منجر خواهد شد و در آن بقایای به جا مانده از ابرنواختر نیز در زمان طولانی‌تری توسط سیاهچاله خورده می‌شوند.»
چشم‌انداز جدیدی از یک ابرنواختر
گروه دیگری از دانشمندان توانستند با طول‌موج‌هایی که حتی وسیع‌تر بودند و از امواج رادیویی تا اشعه‌های گاما را شامل می‌شدند، داده‌های بیشتری را درباره‌ی AT2018cow جمع‌آوری کنند. این گروه براساس این مشاهده‌ها پیشنهاد می‌کنند که یک ابرنواختر می‌تواند سرچشمه‌ی ایجاد AT2018cow باشد. وقتی که یک ستاره‌ی عظیم می‌میرد، به شکل ابرنواختر منفجر می‌شود و سیاهچاله یا یک جرم به‌شدت متراکم به‌نام ستاره‌ی نوترونی را باقی می‌گذارد. AT2018cow می‌تواند نشان دهنده‌ی تشکیل یکی از این دو بقایای ستاره‌ای باشد.
ستاره‌شناسان با استفاده از رصدخانه‌های زمینی توانستند پیشرفت یک پدیده‌ی کیهانی با نام مستعار the Cow را مشاهده کنند که در این ۳ تصویر نشان داده شده است. «رافائلا مارگوتی» فیزیکدان نجومی در دانشگاه نورث‌وسترون در ایلینوی آمریکا و نویسنده اصلی پژوهشی درباره‌ی AT2018cow که در نشریه‌ی The Astrophysical Journal منتشر شده است، می‌گوید: «ما در AT2018cow ویژگی‌هایی را دیدیم که تا به‌حال هیچ وقت در یک جرم گذرا یا متغیر ندیده بوده‌ایم. گروه ما با استفاده از داده‌های پرتو ایکس پُرانرژی نشان دادند که AT2018cow ویژگی‌هایی مشابه به یک جرم متراکم، مثل یک سیاهچاله یا ستاره نوترونی که در حال بلعیدن مواد مختلف است را دارد. ولی بر اساس چیزهایی که در طول‌موج‌های دیگر دیدیم، فکر می‌کنیم که این مورد خاصی بوده است و اینکه احتمال دارد ما، برای اولین بار، شاهد تولد جرمی متراکم به‌صورت زنده بوده باشیم.»
گروه مارگوتی داده‌هایی از چندین رصدخانه از جمله NuStar ناسا، XMM-Newton و INTEGRAL متعلق به آژنس فضایی اروپا و آرایه‌ی بسیار بزرگ بنیاد ملی علوم آمریکا را تحلیل کردند. این گروه پیشنهاد می‌کند که درخشش روشن و فرابنفشی که توسط AT2018cow تولید شده است، می‌تواند نشان‌دهنده‌ی یک ابرنواختر باشد و همچنین انتشار پرتوهای ایکسی که با فاصله‌ی کوتاهی بعد از انفجار رخ دادند، از انرژی تشعشعی در زمان افتادن آن بر روی یک جرم متراکم ایجاد شده است. بقایای گسترده‌شونده‌ی یک ابرنواختر، به‌طور معمول جلوی هر نوری از جرم متراکم در مرکز انفجار را مسدود می‌کنند. مارگوتی و همکارانش به‌خاطر وجود انتشار پرتوهای ایکس در این پدیده، پیشنهاد می‌کنند که ممکن است در این مورد، ستاره‌ی اصلی جرم به نسبت کمی را داشته و اَبر نازکتری از بقایای ابرنواختری را ساخته باشد که پرتوهای ایکسِ منبع اصلی بتوانند از آن فرار کنند.
«برایان گریفنستِت» دانشمند دستگاه NuSTAR در دانشگاه کَل‌تِک و یکی از نویسندگان مشترک مقاله‌ی مارگوتی، می‌گوید: «اگر ما در حال مشاهده‌ی تولد جرم متراکمی به‌طور زنده باشیم، این می‌تواند فصل جدیدی از درک ما از تکامل ستارگان را رقم بزند. ما در رصدخانه‌های بسیاری به این جرم نگاه کردیم و البته شما هر چه درهای بیشتری را به روی یک جرم باز کنید، می‌توانید چیزهای بیشتری را درباره‌ی آن یاد بگیرید. ولی همان‌طور که در مورد AT2018cow هم می‌بینیم، این افزایش اطلاعات به این معنی نیست که راه حل‌ها هم آسان خواهند بود.»
نوشته: Phys
ترجمه: رضا سیار - مجله علمی ایلیاد