اخیراً تلسکوپ مادون قرمز NEOWISE که متعلق به ناسا است، شاهد ناپدید شدن آرام یک ستاره عظیم در کهکشان آندرومدا بوده است. این ستاره عظیم که با نام M31-۲۰۱۴-DS1 شناخته میشود، در ابتدا نور مرئی خود را در ناحیه مادون قرمز ساطع میکرد، اما تا سال ۲۰۲۳ شدت نور آن در طیف مرئی تقریباً ۱۰,۰۰۰ برابر کاهش یافته بود. اخترشناسان نتیجهگیری کردهاند که این ستاره به جای انفجار به شکل یک «ابرنواختر» معمولی، بهطور مستقیم به یک سیاهچاله فرو ریخته است.
سرنخهای مادون قرمز از یک ستاره ناپدیدشده
با توجه به دادههای آرشیوی تلسکوپهای NEOWISE، درخشش عجیب این ستاره در نور مادون قرمز که حدود سال ۲۰۱۴ مشاهده شد، ناشی از گرد و غبار داغ بود که توسط ستاره در فرآیندی مشابه ریزش یا ریزش پوستهی ستارهای تولید شده بود. این گرد و غبار به تدریج از ستاره جدا شد و باعث شد ستاره در طیف مادون قرمز قابل مشاهده باقی بماند، حتی وقتی نور مرئی آن به سرعت کاهش مییافت.
تا سال ۲۰۲۳، نور مرئی ستاره تقریباً کاملاً ناپدید شده بود، که با پیشبینیهای مدلهای فروپاشی آرام همخوانی دارد. در این مدلها، انتظار میرود که فروپاشی ستاره بدون انفجار و با یک پستاب ضعیف در مادون قرمز همراه باشد. دانشمندان توانستند با ترکیب دادههای تلسکوپهای دیگر، روند ناپدید شدن ستاره را بازسازی کنند و به این نتیجه برسند که این ستاره به شکل آرام و بدون تولید نور شدید، به یک سیاهچاله تبدیل شده است.
فروپاشی آرام به یک سیاهچاله
در تصویر مفهومی که توسط هنرمندان علمی ارائه شده، ستاره در حال ریزش گاز و گرد و غبار است در حالی که هستهی آن به آرامی به یک سیاهچاله تبدیل میشود. برخلاف یک ابرنواختر معمولی که با انفجاری درخشان همراه است، این ستاره بدون ایجاد جرقهی نورانی، فرو ریخته است. این پدیده با رویداد اختلال کشندی (tidal disruption) که در آن یک ستاره توسط یک سیاهچاله کاملاً پاره میشود، متفاوت است؛ زیرا هیچ درخشش شدید یا نور ناگهانی مشاهده نشد.
پیش از این، اخترشناسان تنها یک نامزد برای چنین ابرنواختر ناکام داشتند که در کهکشانی حدود ده برابر دورتر از آندرومدا قرار داشت. بنابراین، مشاهده M31-۲۰۱۴-DS1، بهترین نمونه تاکنون از تبدیل مستقیم یک ستاره عظیم به سیاهچاله محسوب میشود. در این سناریو، ستاره پس از اتمام سوخت هستهای خود، دیگر انرژی کافی برای پرتاب لایههای بیرونیاش نداشت و شوک ضعیف هسته نتوانست پوستهی خارجی ستاره را از آن جدا کند. نتیجه این شد که هستهی ستاره به درون فرو ریخت و سیاهچالهای آرام و بدون انفجار ایجاد کرد.
اهمیت علمی این یافته
این کشف برای دانشمندان اهمیت ویژهای دارد، زیرا نشان میدهد که بسیاری از ستارههای عظیم ممکن است بهطور بیصدا و بدون جلب توجه به سیاهچاله تبدیل شوند. تا پیش از این، فرض بر این بود که اکثر ستارههای عظیم با انفجاری درخشان و ابرنواخترهایی قابل مشاهده پایان مییابند، اما مدل فروپاشی آرام نشان میدهد که فروپاشی بیصدا ممکن است بسیار رایجتر از آنچه تاکنون تصور میشد، باشد.
با مطالعه این ستاره و روند ناپدید شدن آرام آن، اخترشناسان میتوانند تخمین بهتری از تعداد ستارههای عظیم که به سیاهچاله تبدیل میشوند بدون آنکه نور قابل مشاهدهی چشمگیری از خود به جا بگذارند، ارائه دهند. همچنین، دادههای مادون قرمز به دانشمندان اجازه میدهد تا گرد و غبار داغ و پستابهای ضعیف حاصل از این فرآیندها را شناسایی کنند و روند تحول ستاره به سیاهچاله را دقیقتر بررسی کنند.
به طور خلاصه، ستاره M31-۲۰۱۴-DS1 نمونهی بارزی از یک ابرنواختر ناکام است که به جای انفجار، به آرامی و بدون تولید نور شدید، به سیاهچاله تبدیل شده است. این پدیده نه تنها به درک بهتر نحوه پایان عمر ستارههای عظیم کمک میکند، بلکه نشان میدهد که کیهان ممکن است مملو از سیاهچالههایی باشد که از دل ستارههای ناپدیدشده شکل گرفتهاند، بیآنکه هیچ نشانهی درخشانی از آنها مشاهده شود.
این یافته تأکیدی است بر اهمیت رصد مادون قرمز و استفاده از تلسکوپهای پیشرفته مانند NEOWISE برای کشف فرآیندهای پنهان در کیهان و درک بهتر تحولات ستارههای عظیم و پایان زندگی آنها.
