این نشانهای امیدوارکننده است که هنوز راههای جدید و هیجانانگیزی برای کاوش در رویدادهای اختلال جزر و مدی وجود دارد و میتوان از آنها به عنوان ابزارهایی برای بررسی سیاهچالههای فوقالعاده پرجرم استفاده کرد.
ستارهشناسان شاهد بودند که یک سیاهچاله فوقالعاده پرجرم در حال لذت بردن از یک وعده غذایی ستارهای، در یک رویداد نادر و قدرتمند، دو بار درخشان شد. این رویداد دو بار درخشان اختلال جزر و مدی (TDE) ممکن است به دلیل گیر افتادن سیاهچاله توسط ستارگان دوتایی باشد، به طوری که یکی از آنها فرار کند و دیگری بلعیده شود. اگر اینطور باشد، مشاهدهی بیشتر این رویداد، که به نام ASASSN-22ci شناخته میشود، میتواند معمای TDEهای تکراری را حل کند. رویدادهای اختلال جزر و مدی آنقدر قدرتمند هستند که میتوان آنها را از میلیاردها سال نوری دورتر مشاهده کرد.
اما آنچه رایج نیست، دیدن انفجار یک TDE دو بار یا بیشتر است. این باعث میشود که ASASSN-22ci — نتیجهی یک سیاهچاله فوقالعاده پرجرم که به نسبت به زمین حدود ۴۰۸ میلیون سال نوری فاصله دارد و در قلب کهکشان WISEA J122045.05+493304.7 قرار دارد — یک رویداد نادر و مهم باشد.
“فقط تعداد کمی از TDEها تاکنون فلیرهای چندگانه را نشان دادهاند. برآوردهای اخیر نشان میدهند که این نوع رویدادها احتمالاً حدود ۱۵ تا ۲۰ برابر کمتر از TDEهای معمولی رایج هستند,” جیسون هینکل، رهبر تیم و ستارهشناس دانشگاه هاوایی گفت. “اگرچه این رویدادها نادر هستند، اما آنها پتانسیل دارند تا تاثیر زیادی بر درک ما از فیزیک TDE بگذارند و این امکان را فراهم میآورند که مراحل اولیه TDEها را با جزئیات بیسابقهای مطالعه کنیم.”
یک سیاهچاله با دو فلیر
اولین فلیر از ASASSN-22ci در بهمن ۱۴۰۱ توسط نظرسنجی خودکار تمام آسمان برای ابرنواخترها (ASAS-SN) شناسایی شد. در ابتدا، به نظر میرسید که یک TDE معمولی است (اگرچه چنین توصیفی برای بلعیدن یک ستاره توسط یک سیاهچاله معمولی به نظر نمیآید!).
اما ۷۲۰ روز بعد، در حالی که هینکل و همکارانش در حال پیگیری این رویداد با ASAS-SN، تاسیسات زویکی ترانزینت (ZTF) و سیستم هشدار ضربهگذاری سیارکی (ATLAS) بودند، ASASSN-22ci آنها را شگفتزده کرد و دوباره فلیر زد. به طرز جالبی، آنچه ASASSN-22ci را در میان TDEهای تکراری منحصر به فرد میکند، این است که چقدر “عادی” به نظر میرسد. “ASASSN-22ci ویژه است زیرا منحنی روشنایی و طیفهای آن عادیترین موارد در گروه کوچک TDEهایی است که فلیرهای چندگانه نشان دادهاند,” هینکل گفت. “علاوه بر این، هر دو فلیر آن به خوبی در اندازهگیریهای نور فرابنفش و پرتو ایکس و طیفسنجی مطالعه شدهاند، که به ما امکان میدهد خواص دو فلیر را به طور مستحکم مقایسه کنیم.”
این جمعآوری اطلاعات شامل تعیین جرم سیاهچاله فوقالعاده پرجرم مسئول ASASSN-22ci بود. تیم تخمین زده است که جرم سیاهچاله مرکزی حدود ۳ میلیون جرم خورشیدی است. این آن را کمی کمتر از سیاهچاله فوقالعاده پرجرم کهکشان راه شیری به نام شکارچی آ* (Sgr A*) میکند.
تحقیقات قبلی از این رویداد پیشنهاد کردهاند که ستارهای که در این فلیرها نقش داشته، احتمالاً جرمی مشابه با خورشید دارد. با این حال، آنچه مبهم است، این است که آیا این ستاره شریک دوتایی داشته که از سرنوشت وحشتناک خود فرار کرده است یا خیر.
نجات خودت را از دست سیاهچاله!
زمانی که ستارگان بدشانس بیش از حد به یک سیاهچاله فوقالعاده پرجرم نزدیک میشوند، نیروی گرانشی عظیمی که توسط جرم سیاهچاله ایجاد میشود، که میتواند میلیونها یا حتی میلیاردها برابر جرم خورشید باشد، نیروهای جزر و مدی عظیمی را درون ستارهها ایجاد میکند. این نیروها ستاره را به طور افقی فشرده کرده و به طور عمودی کشیده میکنند. در نتیجه، ستاره به یک رشته عظیم از “پاستای ستارهای” تبدیل میشود که در فرآیند مناسبی به نام “اسپاگتیفیکیشن” شکل میگیرد. این رشته پلاسمای اسپاگتی به دور سیاهچاله فوقالعاده پرجرم در یک ابر مکعبی به نام دیسک جذب میپیچد. از آنجا، مقداری از ماده به تدریج به سیاهچاله تغذیه میشود.
اگرچه دانشمندان هنوز مطمئن نیستند که چه چیزی باعث فلیر دوگانه در TDEها میشود، اما نظریه دارند که دلیل آن ممکن است یک سیاهچاله فوقالعاده پرجرم باشد که یک سیستم دوتایی از دو ستاره را در فرآیندی به نام “گرفتن هیل” جذب کرده است. “آنچه به نام ‘گرفتن هیل’ شناخته میشود زمانی رخ میدهد که یک سیستم دوتایی ستارهای به طور محکم به نزدیکی یک سیاهچاله فوقالعاده پرجرم میرسد و جزئیات آن به هم میریزد,” هینکل توضیح داد. “پس از این برخورد، یکی از ستارگان با سرعت بالا به بیرون پرتاب میشود.” ستارهای که باقی میماند، در مداری که به صورت یک دایره مسطح است، به سیاهچاله متصل میشود.
این مدار بیضوی با ارتفاع بالا، ستاره را از سیاهچاله دورتر میکند و سپس دوباره آن را به سمت نزدیکتر میآورد. در این وضعیت، ستاره باقیمانده بیشتر احتمال دارد که با اختلالات جزئی TDE مواجه شود، به این معنی که به طور کامل نابود نمیشود و میتواند به دورههای بعدی از اختلال بازگردد.
این توضیح باعث میشود که ستارهشناسان حدس بزنند که این فرایند ممکن است توضیحدهنده فلیرهای ASASSN-22ci باشد.
