انفجارهای آبی روشن و مرموز کیهانی که توسط سیاهچالهها هنگام پارهکردن ستارگان ایجاد میشوند، میگویند دانشمندان. «این قطعاً فقط یک ستارهٔ منفجر شونده نیست.»
رابرت لئا
زمانی که از طریق لینکهای موجود در مقالات ما خرید میکنید، Future و شرکای توزیع آن ممکن است کمیسیون دریافت کنند.
درخشانترین شیء کیهانی از این نوع که تا به امروز شناسایی شده، ممکن است به ستارهشناسان در حل معمای انفجارهای قدرتمند و آبی روشن کیهانی یاری رسانده باشد.
در هستهٔ کشف، سیگنالی از پدیدهٔ نوری آبی سریع و درخشان (LFBOT) به نام AT 2024wpp وجود دارد که اولین بار در سال ۲۰۲۴ شناسایی شد. این سیگنال به یک تیم از دانشمندان نشان داد که LFBOTها نتیجهٔ رویدادهای تخریب جزرشی شدید (TDE) هستند، که در آن یک سیاهچاله با جرمی تا صد برابر جرم خورشید، در عرض چند روز یک ستارهٔ همراه را بهطور کامل پاره میکند.
کمی بیش از یک دوجین LFBOT تا به امروز کشف شدهاند و علت آنها برای تقریباً یک دهه ستارهشناسان را به چالش کشانده است. اکنون که این معما حل شده، مظنونان قبلی شامل انواع عجیب ستارگان منفجر شونده (ابرنواها) و گاز بینستارهای که توسط سیاهچالهها بلعیده میشود، بودهاند.
LFBOTها به این نام نامیده میشوند زیرا بهطوری شگفتانگیز روشن و در فواصل تا میلیاردها سال نوری قابل مشاهده هستند؛ نوری با انرژی بالا که از انتهای آبی طیف الکترومغناطیسی تا فرابنفش و طولموجهای ایکس میتابد و مدت زمان آن تنها چند روز است. در حالی که اولین LFBOT در سال ۲۰۱۴ شناسایی شد، تا چهار سال پس از آن ستارهشناسان موفق به ضبط جزئیات کافی برای تحلیل دقیق آن نشدند.
این رویداد ۲۰۱۸ با نام AT 2018cow شناخته شد، که منجر به نامگذاری آن بهعنوان «گاو» شد، و LFBOTهای بعدی که همچنین نامهای جانوری دریافت میکند: کوالا (ZTF18abvkwla)، شیطان تاسمانی (AT 2022tsd) و فینچ (AT 2023fhn). AT 2024wpp هنوز نام مستعار خود را ندارد، اما «زنبور» گزینهٔ نسبتاً مناسبی بهنظر میرسد.
رویداد تخریب جزرشی عادی نیست
زمانی که پژوهشگران AT 2024wpp را ارزیابی کردند، دریافتند که این شیء حدود صد برابر انرژی متوسط ابرنوا را ساطع میکند؛ این امر بهنظر میرسد ستارگان منفجر شونده را بهعنوان دلیل محتمل رد میکند. در واقع، برای تولید این مقدار انرژی، یک ستاره منفجر شونده باید تقریباً ۱۰٪ از جرم خود را بهسرعت به انرژی تبدیل کند؛ طبق معادلهٔ اینشتین E=mc²، این تبدیل در مدت تنها چند هفته صورت میگیرد.
مشاهدات تیم، با بهرهگیری از رصدخانهٔ Gemini South، بیشآمدی نور مادونقرمز نزدیک را از منبع AT 2024wpp نشان داد؛ پدیدهای که پیش از این فقط در اطراف AT 2018cow دیده شده بود و با ابرنواهای عادی مرتبط نیست.
«مقدار کل انرژی تابشی این انفجارها آنقدر بزرگ است که نمیتوانید آن را با یک انفجار ستارهای ناشی از فروپاشی هستهای یا هر نوع دیگر انفجار ستارهای عادی تأمین کنید»، نفر عضو تیم، ناتالی لِبارون از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی در بیانیهای گفت. «پیام اصلی AT 2024wpp این است که مدلی که در ابتدا به کار گرفته بودیم اشتباه است. این قطعاً فقط یک ستاره منفجر شونده نیست.»
TDEها نسبتاً رایج هستند؛ این پدیده زمانی رخ میدهد که ستارگان بهطور بیش از حد به سیاهچالههای پرخورد نزدیک میشوند و «اسپاگتیفای» میشوند، یک رشتهٔ پاستای ستارهای میسازد که مانند لنگوینی دور چنگال میپیچد و بهسیاهچالهٔ مقصر میچسبد. با این حال، همهٔ TDEها یک LFBOT تولید نمیکنند؛ بنابراین سؤال این است که چه ویژگی خاصی این TDEهای خاص را متمایز میکند؟
تئوری تیم این است که در مورد TDE پشت AT 2024wpp، سیاهچاله بهمدت طولانی از یک ستارهٔ همراه بهصورت پارازیتی تغذیه کرده است؛ این منجر به این شد که سیاهچاله بهطور کامل در یک لایهٔ کروی از ماده محصور شود. با این حال، این لایه از سیاهچاله دور است بهگونهای که نتوان آن را بلعید.
با این حال، ستارهٔ همراه سرانجام بهقدری به سیاهچاله نزدیک میشود که تحت تأثیر نیروی گرانش عظیم آن «اسپاگتیفای» میشود. این منجر به برخورد مادهٔ ستارهای تازه با مادهای میشود که سیاهچاله در طول تاریخ سیستم بهدست آورده بود. چنین برخوردی پرتوهای ایکس، فرابنفش و نور آبی را تولید میکند که بهصورت AT 2024wpp مشاهده میشود. امواج رادیویی زمانی تولید میشوند که مادهٔ اطراف سیاهچاله به قطبهای آن هدایت شده و به حدود ۴۰٪ سرعت نور شتاب مییابد و بهصورت جتها به بیرون پرتاب میشود. تیم تخمین زد که ستارهای که در این رویداد پاره شده و AT 2024wpp را بهوجود آورده است، جرمی تقریباً ۱۰ برابر جرم خورشید دارد و یک ستارهٔ بسیار تکاملیافته، نزدیک به پایان عمر خود و به نام ستارهٔ ولف‑رت بوده است؛ این موضوع توضیح میدهد که انتشار هیدروژن در اطراف AT 2024wpp بهصورت ضعیف مشاهده میشود. ستارگانی از این دست در کهکشانهای فعالسازندهٔ ستاره، مانند کهکشان ۱٫۱ میلیارد سال نوری دوری که AT 2024wpp از آن منفجر شد، به طور معمول وجود دارند.
پژوهشهای تیم برای انتشار در «نامههای مجلهٔ اخترفیزیک» پذیرفته شدهاند و در حال حاضر بهعنوان مقالهای پیشبازنگری در arXiv. در دسترس میباشد.