چاپ

نسیم گیلان - زومیت / در رویدادی مرگبار خارج از کهکشان راه شیری، ستاره‌ای پس از برخورد با سیاه‌چاله‌ای کلان‌جرم در نتیجه اختلال کشندی، به نابودی کشیده شد.
در سال 2024، سیستمی که برای شناسایی اجرام دارای درخشش ناگهانی طراحی شده بود، چیزی غیرعادی کشف کرد. متأسفانه سیستم خودکاری که قرار بود این جرم را شناسایی کند، نتوانست ماهیت آن را تشخیص دهد.
اکنون حدود یک سال بعد، می‌دانیم که آن مشاهده، اولین رویداد اختلال کشندی (ازهم‌گسیختن یک ستاره توسط سیاه‌چاله کلان‌جرم) بوده که در طول موج‌های مرئی شناسایی شده است. این رویداد همچنین بسیار غیرمعمول بود؛ زیرا سیاه‌چاله کلان‌جرم مربوطه در مرکز کهکشان خود قرار ندارد. در عوض، جرمی به‌مراتب عظیم‌تر در آنجا وجود دارد که هم‌زمان در حال تغذیه از ماده است.
بازار

جرم اسرارآمیز
جرم یادشده که اکنون AT2024tvd نام گرفته، توسط رصدخانه‌ی گذرای زویکی (Zwicky Transient Facility) شناسایی شد؛ سیستمی که برای اسکن کل آسمان شمالی در مدت تنها دو روز طراحی شده است و سپس این فرآیند را تکرار می‌کند. این فرآیند همراه با نرم‌افزاری که داده‌ها را برای تغییرات بررسی می‌کند، به سیستم اجازه می‌دهد اجرامی را که ناگهان درخشان یا تاریک می‌شوند، شناسایی کند. یکی از رویدادهای قابل شناسایی برای سیستم، رویداد اختلال کشندی است؛ فرایندی که در جریان آن، ستاره توسط گرانش عظیم سیاه‌چاله‌ای کلان‌جرم، اصطلاحا به صورت اسپاگتی درمی‌آید.
نوع کلان‌جرم سیاه‌چاله معمولا در مرکز کهکشان‌ها قرار دارد؛ بنابراین، نرم‌افزاری که داده‌ها را اسکن می‌کند تنها درصورتی یک رخداد را به‌عنوان رویداد احتمالی اختلال کشندی علامت‌گذاری می‌کند که با منبع نوری قبلی در همان مکان هم‌زمان باشد؛ اما این موضوع درباره‌ی AT2024tvd صدق نمی‌کرد؛‌زیرا به نظر می‌رسید بیش از 2500 سال نوری از مرکز کهکشان فاصله دارد. درنتیجه، نرم‌افزار آن را به‌عنوان رویداد اختلال کشندی تشخیص نداد و دانشمندان تا وقتی با دقت بیشتری به آن نگاه نکردند، متوجه ماهیتش نشدند.

خوشبختانه، پژوهشگران توانستند رصدهای بعدی را در طول‌موج‌هایی از اشعه ایکس تا امواج رادیویی انجام دهند. دست‌کم دو رصدخانه ازجمله تلسکوپ فضایی هابل و آرایه‌ی بسیار بزرگ تلسکوپ‌های رادیویی (Very Large Array)، توانستند هم جرم درخشان‌شده (یعنی AT2024tvd) و هم نقطه‌ی درخشان در مرکز کهکشان را به‌صورت جداگانه مشاهده کنند؛ نقطه‌ای که به نظر می‌رسد همان سیاه‌چاله کلان‌جرم مرکز کهکشان باشد و روشنایی آن نشان می‌دهد که در حال حاضر در حال بلعیدن ماده است.
تمام رصدها تأیید کردند که AT2024tvd یک رویداد اختلال کشندی است. برای مثال، برخلاف ابرنواختر که معمولا به‌مرور زمان سرد می‌شود، دمای این رویداد در طول رصدها بالا باقی ماند. همچنین، پرتوهای ایکس پرانرژی در این رویداد کمتر از آن چیزی بودند که از یک ابرنواختر انتظار می‌رود. طیف فرابنفش آن نیز مشابه رویدادهای گسیختگی کشندی قبلی بود و نشانه‌هایی از عناصری مانند کربن و نیتروژن داشت که نیازی به انفجار ابرنواختری برای شکل‌گیری ندارند.
رویداد یادشده، چهارمین رویداد گسیختگی کشندی است که تاکنون شناسایی شده و منشأ آن سیاه‌چاله‌ای است که در مرکز کهکشان قرار ندارد. همچنین نخستین رویدادی است که ابتدا در طول‌موج‌های مرئی شناسایی شده است.
سیاه‌چاله‌های سرگردان
کشف جدید دو پرسش را مطرح می‌کند: چرا دو سیاه‌چاله کلان‌جرم در اینجا وجود دارند و چرا یکی از آن‌ها در مرکز کهکشان نیست؟ پاسخ به پرسش اول نسبتاً ساده است. به نظر می‌رسد که کهکشان‌های بزرگ حاصل ادغام کهکشان‌های کوچک‌تر هستند؛ به عبارتی، با ترکیب چند کهکشان کوچک ساخته می‌شوند. هرکدام از این کهکشان‌های کوچک، سیاه‌چاله مخصوص خود را دارند که وارد فرایند ادغام می‌شود. در بیشتر موارد، این سیاه‌چاله‌های تازه‌وارد در نهایت به مرکز کهکشان جدید منتقل شده و با سیاه‌چاله مرکزی ادغام می‌شوند.
اما به عباراتی که استفاده شد توجه کنید: «در بیشتر موارد» و «در نهایت». حتی در مواردی که ادغام کهکشان‌ها رخ می‌دهد، این فرایند بسیار کند است و ممکن است میلیون‌ها یا حتی میلیاردها سال طول بکشد. در نتیجه، یک کهکشان بزرگ ممکن است تا 100 سیاه‌چاله بسیار بزرگِ سرگردان داشته باشد که حدود 10 عدد از آن‌ها جرمی بیش از یک میلیون برابر خورشید دارند. از سوی دیگر کهکشان میزبان AT2024tvd بسیار بزرگ است.
یکی از پیامدهای وجود سیاه‌چاله‌های سرگردان این است که همه‌ی آن‌ها در نهایت با سیاه‌چاله مرکزی ادغام نمی‌شوند. اگر دو سیاه‌چاله به‌طور هم‌زمان به سیاه‌چاله مرکزی نزدیک شوند، برهم‌کنش‌های گرانشی ممکن است کوچک‌ترین سیاه‌چاله را با سرعتی تقریباً معادل سرعت فرار از کهکشان بیرون بیندازد. در نتیجه، این سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم ممکن است برای میلیون‌ها سال در فاصله‌ای دور از مرکز کهکشان باقی بمانند.
ادغام کهکشان‌ها و در نتیجه سیاه‌چاله‌هایشان ممکن است میلیاردها سال طول بکشد
در حال حاضر، نمی‌توان به‌طور قطعی گفت که کدام‌یک از این توضیحات، مکان فعلی AT2024tvd را توجیه می‌کند. به نظر نمی‌رسد که کهکشان میزبان آن به‌تازگی دچار ادغام شده باشد، اما این احتمال وجود دارد که سیاه‌چاله‌ی موردنظر بازمانده‌ای از ادغامی بسیار قدیمی‌تر باشد.
نکته‌ی قابل‌توجه این است که همه‌ی کهکشان‌هایی که در آن‌ها رویداد اختلال کشندی خارج از مرکز دیده شده، بسیار بزرگ هستند مقاله‌ای که AT2024tvd را توصیف می‌کند، این موضوع را تصادفی نمی‌داند: کهکشان‌های بزرگ‌تر به‌معنای ادغام‌های بیشتر در گذشته و در نتیجه، تعداد بیشتری سیاه‌چاله کلان‌جرمِ سرگردان درون آن‌‌ها هستند.
همچنین در مقاله آمده که احتمالاً تنها رویدادهای اختلال جزر و مدی که می‌توانیم در کهکشان‌های بزرگ ببینیم، آن‌هایی هستند که خارج از مرکز رخ می‌دهند. دلیلش هم این است که کهکشان‌های بزرگ‌تر دارای سیاه‌چاله‌های مرکزی بسیار بزرگ‌تری هستند و زمانی که یک سیاه‌چاله کلان‌جرم به‌اندازه کافی بزرگ شود، افق رویداد آن‌قدر گسترش می‌یابد که ستارگان می‌توانند بدون ازهم‌گسیختگی از آن عبور کنند و تمام انرژی آزادشده درون خود سیاه‌چاله اتفاق بیفتد. احتمالاً اگر از فاصله‌ی به اندازه‌ی کافی نزدیک شاهد این اتفاق بودیم، ستاره به‌سادگی محو و از هستی ناپدید می‌شد.
مطالعه در پایگاه داده آرکایو منتشر شده است.