ستاره شناسان شاهد فعال شدن پر انرژی یک سیاهچاله بوده اند

تیمی از اخترشناسان به رهبری محققان دانشگاه بیرمنگام، دانشگاه کالج لندن و دانشگاه کینگ بلفاست یکی از چشمگیرترین «سوئیچ‌های» سیاهچاله‌ای را که تاکنون مشاهده شده است، کشف کرده‌اند. آنها نتایج خود را در روز سه شنبه 4 جولای در ساعت ارائه خواهند کرد نشست ملی نجوم 2023 در کاردیف.

J221951-484240 که با نام J221951 شناخته می‌شود، یکی از درخشان‌ترین اجسام گذرا - اجرام اخترفیزیکی است که روشنایی خود را در مدت زمان کوتاهی تغییر می‌دهند - که تاکنون ثبت شده است. دکتر سامانتا اوتس، ستاره شناس دانشگاه بیرمنگام، و تیمش در سپتامبر 2019 هنگام جستجوی نور الکترومغناطیسی از یک موج گرانشی، آن را کشف کردند. این تیم از تلسکوپ های فرابنفش و نوری روی رصدخانه نیل گرلز سویفت برای جستجوی یک کیلونووا استفاده کردند، که نشانه ادغام ستاره نوترونی با ستاره نوترونی یا سیاهچاله دیگری است. معمولاً کیلونووا آبی به نظر می رسد، سپس در عرض چند روز محو و قرمز می شود. در عوض، آنها چیز غیرعادی‌تری پیدا کردند: J221951. آبی به نظر می رسید، اما به سرعت کیلونووا تغییر رنگ نداد یا محو نشد.

چندین تلسکوپ برای رصد J221951 و تعیین ماهیت آن استفاده شد، از جمله تلسکوپ فضایی Swift/UVOT و هابل ناسا، تلسکوپ بزرگ آفریقای جنوبی و ابزارهای ESO مانند تلسکوپ بسیار بزرگ و ابزار GROND در تلسکوپ 2,2 متری MPG/ESO. در رصدخانه لا سیلا

طیف J221951 که توسط تلسکوپ فضایی هابل به دست آمد، ارتباط موج گرانشی J221951 را رد کرد. دکتر اوتس و تیمش با مطالعه طیف نور J221951 توانستند تشخیص دهند که منبع در فاصله 10 میلیارد سال نوری از ما قرار دارد، برخلاف سیگنال موج گرانشی که در فاصله کمتر از 0,5 میلیارد سال نوری از ما کشف شد. این واقعیت که در چنین فاصله ای بسیار درخشان می درخشد، J221951 را به یکی از درخشان ترین گذراهای کشف شده تبدیل کرده است.

شواهد حاکی از آن است که J221951 در نتیجه یک سیاهچاله بسیار پرجرم که مواد اطراف را خیلی سریع جذب می کند، شکل گرفته است. یک کهکشان قرمز قبل از کشف آن در J221951 مشاهده شده بود، و مکان J221951 با مرکز کهکشان، جایی که یک سیاهچاله عظیم باید به طور طبیعی در آن ساکن باشد، مطابقت دارد. این سیاهچاله خیلی ناگهانی شروع به درخشش کرد - حدود 10 ماه قبل از اینکه برای اولین بار شناسایی شد - به این معنی که سیاهچاله پس از مدتی ساکت شدن، خیلی سریع شروع به تغذیه کرد. طیف فرابنفش ویژگی‌های جذبی را نشان می‌دهد که مطابق با موادی است که با انتشار انرژی عظیم به بیرون رانده می‌شوند. این، همراه با درخشندگی بالا، این سیاهچاله را به یکی از چشمگیرترین "روشن شدن" سیاهچاله هایی تبدیل می کند که تا کنون مشاهده شده است.

این تیم دو مکانیسم احتمالی را شناسایی کردند که می تواند چنین تغذیه شدید یک سیاهچاله کلان جرم را توضیح دهد. اولین مورد این است که ممکن است ناشی از یک آشفتگی جزر و مدی باشد - نابودی یک ستاره در حین عبور از نزدیکی سیاهچاله عظیم در مرکز کهکشان. گزینه دوم این است که می تواند توسط یک هسته فعال کهکشانی ایجاد شده باشد که "حالت خود را از حالت خفته به فعال تغییر داده است". J221951 سپس سیگنال می دهد که سیاهچاله خفته در مرکز کهکشان میزبان شروع به تغذیه از مواد از قرص برافزایشی کرده است.

دکتر مت نیکول، یکی از اعضای تیم از دانشگاه کینگ بلفاست، می‌گوید: «درک ما از کارهای مختلفی که سیاهچاله‌های کلان جرم می‌توانند انجام دهند، در سال‌های اخیر به لطف کشف ستارگان و برافزایش سیاه‌چاله‌ها با درخشندگی بسیار متغیر، بسیار گسترش یافته است. " او می افزاید: «J221951 یکی از افراطی ترین نمونه های سیاهچاله است که ما را غافلگیر می کند. مشاهدات بیشتر از J221951 برای تعیین آزاد شدن کل انرژی ممکن است به ما امکان دهد تعیین کنیم که آیا این جذب جزر و مدی ستاره توسط یک سیاهچاله سریع در حال چرخش است یا نوع جدیدی از روشن شدن AGN.

دکتر N. Paul Quinn، یکی دیگر از اعضای تیم از آزمایشگاه علوم فضایی. ملارد در دانشگاه کالج لندن گفت: "کشف کلیدی این بود که طیف فرابنفش به دست آمده توسط هابل منشأ کهکشانی را رد کرد. این نشان می‌دهد که حفظ قابلیت‌های طیف‌نگار UV مبتنی بر فضا در آینده چقدر مهم است."

دکتر سامانتا اوتس می‌افزاید: «در آینده، ممکن است بتوانیم سرنخ‌های مهمی برای تشخیص یک رویداد مختل شدن جزر و مد از سناریوهای هسته فعال کهکشانی به دست آوریم. به عنوان مثال، اگر J221951 با یک ابرنواختر روشن شود، ممکن است انتظار داشته باشیم که محو شدن آن متوقف شود و روشنایی آن دوباره رشد کند، در حالی که اگر J221951 یک اختلال جزر و مدی باشد، انتظار داریم همچنان محو شود. ما باید به رصد J221951 در چند ماه و سال آینده ادامه دهیم تا رفتار دیرهنگام آن را به تصویر بکشیم."

همچنین بخوانید:

• سیاهچاله کلان پرجرم Sagittarius A* 200 سال پیش از خواب بیدار شد
• یک سیاهچاله رانده شده در فضا با همراهی دمی از بچه ستاره ها می چرخد