سیاه‌چاله‌های هیولایی با فوران گازترسناک!

کشف سیگنال از دو سیاه‌چاله غول‌پیکر در کهکشان

دانشمندان با استفاده از مشاهدات رصدخانه نیل گرهلز سوئیفت ناسا، برای اولین بار سیگنالی را از یک جفت سیاه‌چاله غول‌پیکر که یک ابر گاز در مرکز کهکشان را مختل می‌کنند، کشف کرده‌اند. لورنا هرناندز-گارسیا، اخترفیزیک‌دان در مؤسسه اخترفیزیک هزاره و دانشگاه والپاریسو در شیلی، گفت: “این یک رویداد بسیار عجیب به نام AT 2021hdr است که هر چند ماه یک بار تکرار می‌شود.” او افزود: “ما فکر می‌کنیم که یک ابر گاز این سیاه‌چاله‌ها را در بر گرفته است. در حین چرخش به دور یکدیگر، سیاه‌چاله‌ها با ابر گاز تعامل کرده و آن را مختل و مصرف می‌کنند. این امر باعث ایجاد یک الگوی نوسانی در نور سیستم می‌شود.”

مقاله‌ای درباره AT 2021hdr به رهبری هرناندز-گارسیا در تاریخ 13 نوامبر در مجله اخترشناسی و اخترفیزیک منتشر شد. این دو سیاه‌چاله در مرکز کهکشانی به نام 2MASX J21240027+3409114 قرار دارند که 1 میلیارد سال نوری دورتر در صورت فلکی قوی واقع شده است. فاصله این دو سیاه‌چاله حدود 16 میلیارد مایل (26 میلیارد کیلومتر) است، به اندازه‌ای نزدیک که نور تنها یک روز طول می‌کشد تا بین آن‌ها سفر کند. مجموع جرم آن‌ها 40 میلیون برابر جرم خورشید است.

دانشمندان تخمین می‌زنند که این سیاه‌چاله‌ها هر 130 روز یک بار یک مدار کامل را طی می‌کنند و در حدود 70,000 سال دیگر با هم برخورد و ادغام خواهند شد. AT 2021hdr برای اولین بار در مارس 2021 توسط تیم ZTF (تأسیسات گذرای زویکی) که تحت رهبری کالتک فعالیت می‌کند، در رصدخانه پالمار کالیفرنیا مشاهده شد. این رویداد به عنوان یک منبع بالقوه جالب توسط ALeRCE (یادگیری خودکار برای طبقه‌بندی سریع رویدادها) شناسایی شد. این تیم چندرشته‌ای، ابزارهای هوش مصنوعی را با تخصص انسانی ترکیب می‌کند تا رویدادهای آسمان شب را به جامعه نجومی گزارش دهد و از حجم عظیم داده‌های جمع‌آوری شده توسط برنامه‌های نظارتی مانند ZTF استفاده کند.

تحقیقات جدید درباره انفجارهای ستاره‌ای

آلخاندرا مونیوز-آرانسیبیا، یکی از نویسندگان این مقاله و عضو تیم ALeRCE و اخترفیزیکدان در مؤسسه اخترفیزیک میلنیم و مرکز مدل‌سازی ریاضی در دانشگاه شیلی، گفت: «اگرچه در ابتدا تصور می‌شد که این انفجار یک سوپرنوا است، اما بروزهای سال 2022 ما را به فکر توضیحات دیگری انداخت.» او افزود: «هر رویداد بعدی به ما کمک کرده تا مدل خود را از آنچه در این سیستم در حال وقوع است، بهبود ببخشیم.»

از زمان اولین انفجار، ZTF هر 60 تا 90 روز، بروزهایی از AT 2021hdr را شناسایی کرده است. هرناندز-گارسیا و تیمش از نوامبر 2022 به مشاهده منبع با تلسکوپ سوئیفت پرداخته‌اند. تلسکوپ سوئیفت به آنها کمک کرد تا مشخص کنند که این سیستم دوتایی در نور فرابنفش و اشعه ایکس نوساناتی تولید می‌کند که در همان بازه زمانی که ZTF در محدوده مرئی مشاهده می‌کند، رخ می‌دهد.

محققان با استفاده از روشی شبیه به «گلدیلاکس» مدل‌های مختلف را برای توضیح آنچه در داده‌ها مشاهده کردند، حذف کردند. در ابتدا، آنها فکر کردند که این سیگنال می‌تواند نتیجه فعالیت‌های عادی در مرکز کهکشان باشد. سپس به این فکر کردند که آیا یک رویداد تخریب جزر و مدی — یعنی نابودی یک ستاره که خیلی نزدیک به یکی از سیاه‌چاله‌ها رفته است — می‌تواند علت این پدیده باشد. در نهایت، آنها به احتمال دیگری رسیدند: تخریب جزر و مدی یک ابر گازی که بزرگ‌تر از خود سیستم دوتایی بود.

زمانی که این ابر با سیاه‌چاله‌ها برخورد کرد، جاذبه‌ی آنها آن را پاره کرد و رشته‌هایی در اطراف این دو تشکیل داد. در این حین، اصطکاک باعث گرم شدن ابر شد. گاز در نزدیکی سیاه‌چاله‌ها به شدت متراکم و داغ شد. با چرخش دوتایی، تعاملات پیچیده نیروها بخشی از گاز را در هر چرخش از سیستم خارج می‌کند. این تعاملات نوری نوسانی تولید می‌کند که سوئیفت و ZTF مشاهده می‌کنند.

هرناندز-گارسیا و تیمش قصد دارند به مشاهدات AT 2021hdr ادامه دهند تا این سیستم را بهتر درک کنند و مدل‌های خود را بهبود بخشند. آنها همچنین به مطالعه کهکشان مادر آن که در حال حاضر در حال ادغام با کهکشان دیگری نزدیک است، علاقه‌مندند — رویدادی که اولین بار در مقاله آنها گزارش شده است.

اس. برادلی سنکو، محقق اصلی سوئیفت در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در گرین‌بلت، مریلند، گفت: «با نزدیک شدن سوئیفت به بیستمین سالگردش، دیدن تمام علوم جدیدی که همچنان به جامعه کمک می‌کند، شگفت‌انگیز است.» او افزود: «هنوز هم چیزهای زیادی وجود دارد که سوئیفت می‌تواند به ما درباره کیهان همیشه در حال تغییرمان بیاموزد.»