سیاه چاله فوق العاده سرگردان ستاره بلعیده

از طریق شیشه به دنبال: کشف یک سیاه چاله فوق العاده نه تنها فرضیات را در مورد محل زندگی این غول های کهکشانی به چالش می کشد بلکه قدرت ترکیب مشاهدات را در طیف الکترومغناطیسی نشان می دهد. از آنجا که تلسکوپ های جدید مانند رصدخانه ورا C. روبین و تلسکوپ فضایی رومی نانسی گریس ناسا به صورت آنلاین می آیند ، اخترشناسان انتظار دارند بیشتر از این سرگردان های گریزان را کشف کنند.

اخترشناسان یک سیاه چاله فوق العاده واقع در حومه ۶۰۰ میلیون سال نوری کهکشان از زمین را شناسایی کرده اند ، جایی که مشاهده می شود که یک ستاره در نزدیکی آن مصرف می کند.

این یافته خارق العاده ، که توسط یک شعله کیهانی درخشان مشخص شده است ، به دانشمندان اولین نگاه مستقیم خود را از سیاه چاله “سرگردان” که یک ستاره را در خارج از یک مرکز کهکشانی مصرف می کند – به دانشمندان داده است – پدیده ای که قبلاً مشاهده نشده است.

این رویداد که دارای برچسب AT2024TVD است ، برای اولین بار توسط تسهیلات گذرا Zwicky در رصدخانه Caltech's Palomar مشاهده شد ، که هر دو روز یکبار از آسمان شمالی نظرسنجی می کند. شعله ور به اندازه یک ابرنواختر روشن بود ، اما امضای طیفی منحصر به فرد آن: خطوط انتشار گسترده هیدروژن ، هلیوم ، کربن ، نیتروژن و سیلیکون ، منشأ واقعی آن را آشکار می کند: ستاره ای که از هم جدا شده و توسط یک سیاهچاله فرو می رود.

این فرآیند که به عنوان یک رویداد اختلال در جزر و مد (TDE) شناخته می شود ، زمانی اتفاق می افتد که یک ستاره خیلی نزدیک به یک سیاه چاله سرمایه گذاری کند و با گرانش بی نظیر آن در جریانهای نازک کشیده شود ، دانشمندان فرآیند از آن به عنوان “اسپاگیتیکاسیون” یاد می کنند. بقایای حاصل از آن گرم می شود و در نور ماوراء بنفش و قابل مشاهده می درخشد و باعث ایجاد یک انفجار دیدنی از تابش می شود.

آنچه AT2024TVD را از نزدیک به ۱۰۰ TDE دیگر که توسط نظرسنجی های نوری آسمان ثبت شده است ، جدا می کند. بر خلاف وقایع قبلی ، که همه از مراکز کهکشان ها سرچشمه گرفته بودند ، این TDE 2600 سال نوری از هسته کهکشانی یافت شد. در آنجا ، یک سیاه چاله بسیار بزرگتر – ۱۰۰ میلیون برابر جرم خورشید – در مرکز کهکشان قرار دارد و به طور فعال گاز مصرف می کند و به عنوان یک هسته فعال کهکشانی می درخشد.

این تصویر شش پنل توسط ناسا نشان می دهد که ستاره ای که توسط یک سیاه چاله سرگردان از هم پاشیده شده است. اول ، سیاه چاله از طریق یک کهکشان حرکت می کند ، که فقط با تأثیر گرانشی آن قابل تشخیص است. یک ستاره در این نزدیکی در گرانش شدید خود گرفتار می شود ، در فرآیندی به نام “اسپاگتی سازی” کشیده و خرد می شود. بقایای ستاره ای یک دیسک درخشان در اطراف سیاه چاله تشکیل می دهد ، که سپس شروع به تغذیه می کند و انرژی را در طیف الکترومغناطیسی-از پرتوهای ایکس تا امواج رادیویی-ساطع می کند. که از دور دیده می شود ، کهکشان یک فلاش ناگهانی از جبران نور از مرکز آن را نشان می دهد ، جایی که یک سیاه چاله بزرگتر در آن ساکن است.

در مقایسه ، سیاه چاله تازه کشف شده حدود یک میلیون برابر جرم خورشید است و علی رغم نزدیکی آنها ، به طور گرانشی به همسایه بزرگتر خود محدود نمی شود. این جدایی تنها یک دهم از فاصله بین خورشید ما و سیاه چاله مرکزی راه شیری است و این ترتیب را به ویژه غیرمعمول می کند.

تشخیص AT2024TVD یک تلاش مشترک بود که شامل چندین رصدخانه بود. پس از مشاهده شعله ور اولیه ، اخترشناسان از داده های Pan-Starrs ، Sloan Digital Sky Sky و بررسی تصویربرداری DESI Legacy برای کاتالوگ کهکشان میزبان استفاده کردند.

رصدخانه اشعه ایکس چاندرا ناسا تأیید کرد که انتشار اشعه ایکس از مرکز کهکشانی جبران شده است ، و تلسکوپ رادیویی بسیار بزرگ آرایه شواهد دیگری را ارائه می دهد. در نهایت ، این دقت نوری و ماوراء بنفش تلسکوپ فضایی هابل بود که موقعیت دقیق این رویداد را نشان داد و رنگ آبی کاملاً آبی آن را در مقایسه با بقیه کهکشان نشان داد.

حضور دو سیاهچاله فوق العاده در یک کهکشان سؤالات جذاب در مورد منشأ آنها ایجاد می کند. یک تئوری نشان می دهد که سیاه چاله سرگردان از طریق یک تعامل گرانشی شامل سه سیاه چاله ، از مرکز کهکشانی بیرون می رود ، که سبکترین آنها به بیرون می چرخد.

احتمال دیگر این است که بقایای یک کهکشان کوچکتر است که بیش از یک میلیارد سال پیش با کهکشان میزبان ادغام شده است. اگرچه تصاویر هابل هیچ مدرک مستقیمی از ادغام اخیر نشان نمی دهد ، وجود یک سیاه چاله فوق العاده دوم به شدت اشاره می کند که چنین رویدادی در گذشته کهکشان رخ داده است.

“در حال حاضر شواهد خوبی وجود دارد که نشان می دهد که ادغام کهکشان نرخ TDE را افزایش می دهد ، اما حضور سیاه چاله دوم در گلکسی میزبان AT2024TVD به معنای این است که در بعضی از مواقع در این گذشته کهکشان ، یک ادغام اتفاق افتاده است.”

سیاه چاله مسئول TDE معمولاً نامرئی است و فقط در هنگام اختلال و مصرف یک ستاره ، ده ها هزار سال خود را آشکار می کند. پس از چنین طغیان ، به خواب باز می گردد و منتظر غذای کیهانی بعدی خود است.

نظریه پردازان مدتهاست که وجود سیاهچاله های عظیم را به دور از مراکز کهکشانی پیش بینی کرده اند ، اما تاکنون هیچکدام به طور مستقیم در عمل تغذیه مشاهده نشده است. یوهان یائو ، نویسنده اصلی این مطالعه ، گفت: “AT2024TVD اولین جبران TDE است که توسط نظرسنجی های نوری در نظر گرفته شده است ، و این امکان را برای کشف این جمعیت گریزان از سیاهچاله های سرگردان با نظرسنجی های آسمان آینده باز می کند.”