در دهه ۱۹۵۰، مطالعه کیهان با ورود نجوم رادیویی دگرگون شد. در دهههای بعد، ستارهشناسان منابع رادیویی درخشانی را کشف کردند که آنها را «اشیا شبهستارهای» یا به اختصار کوازار نامیدند. همراه با منطقه رادیویی درخشان در مرکز کهکشان راه شیری (کمان A)، این منابع رادیویی در واقع هسته کهکشانهایی با سیاهچالههای کلانجرم (SMBH) بودند. وقتی اجسامی به دور این غولها میچرخند، توسط نیروهای جزر و مدی از هم پاره میشوند. این پدیدهها که رویدادهای گسیختگی جزر و مدی (TDE) نام دارند، مقدار عظیمی انرژی در طولموجهای مختلف منتشر میکنند.
در مطالعهای تازه، تیمی بینالمللی به رهبری پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، برکلی (UC Berkeley) از کشف یک TDE به نام AT 2024tvd در کهکشانی در فاصله ۶۰۰ میلیون سال نوری خبر دادند. برخلاف همه رویدادهای قبلی، این TDE حدود ۲۶۰۰ سال نوری از مرکز کهکشان رخ داد و سریعترین تکامل تابش رادیویی در نوع خود بود که تاکنون دیده شده است.
تیم تحقیق را دکتر ایتای سفارادی و پروفسور رافائلا مارگوتی از UC Berkeley و مرکز Multi-RAPTOR (مرکز تحقیقات چندپیامرسان رویدادهای نجومی گذرا و آموزش عمومی) رهبری کردند. پژوهشگرانی از مؤسسه فیزیک راخا در دانشگاه عبری اورشلیم، مرکز تحقیقات اخترفیزیک دانشگاه باز اسرائیل، مرکز CIERA، مرکز بینالمللی تحقیقات نجوم رادیویی (ICRAR)، مؤسسه SETI، مرکز تحقیقات SETI برکلی، رصدخانه لیدن و پروژه Breakthrough Listen نیز در این پژوهش مشارکت داشتند.
این نوع رویدادهای گسیختگی جزر و مدی زمانی رخ میدهند که ستارهای به سیاهچاله نزدیک شود و توسط جاذبه عظیم آن پاره شود. وقتی ستاره از لبه بیرونی سیاهچاله عبور میکند، ماده از سطح آن کنده شده و به صورت نوارهای درهمپیچیده درمیآید — فرآیندی که به «اسپاگتیسازی» معروف است. چنین پدیدههایی در اطراف سیاهچالههای کلانجرم دیده شدهاند، مانند کمان A در راه شیری*. اما در این مورد بیسابقه، سیاهچاله سرگردان و TDE در فاصله ۲۶۰۰ سال نوری از مرکز کهکشان رخ داد — این نشان میدهد که سیاهچالههای کلانجرم میتوانند خارج از هسته کهکشانها نیز وجود داشته باشند.
این مشاهدات با ترکیب دادههای پیشرفتهترین تلسکوپهای رادیویی جهان ممکن شد:
- آرایه بسیار بزرگ (VLA) در نیومکزیکو
- آرایه ALMA در شیلی
- آرایه تلسکوپ آلن (ATA) در کالیفرنیای جنوبی
- آرایه زیرمیلیمتری (SMA) در هاوایی
- آرایه AMI-LA در بریتانیا
مشاهدات AMI که توسط پروفسور آساف هورش و تیمش از مؤسسه راخا انجام شد، حیاتی بودند؛ زیرا تکامل بسیار سریع تابش رادیویی را نشان دادند که سرنخهایی درباره ماهیت فیزیکی این انفجارهای رادیویی ارائه کرد. دادهها دو تابش رادیویی مجزا (رویدادی با «دو قله») را نشان دادند که سریعتر از هر TDE قبلی تکامل یافتند. مدلسازی رایانهای نیز دستکم دو پرتاب جداگانه ماده را با فاصله چند ماه از هم نشان داد. این جریانهای قدرتمند ماده، چند ماه پس از بلعیده شدن ستاره رخ دادند — نه بلافاصله پس از آن.
دکتر سفارادی در بیانیه دانشگاه عبری اورشلیم گفت:
«این واقعاً خارقالعاده است. تاکنون هرگز تابش رادیویی به این درخشانی از سیاهچالهای که ستارهای را در دوردست مرکز کهکشان پاره میکند، ندیده بودیم — و اینقدر سریع تکامل نیافته بود. این دیدگاه ما را درباره سیاهچالهها و رفتارشان تغییر میدهد.»
این نتایج نشان میدهند که پس از رویدادهای گسیختگی، فرآیندهای تأخیری و پیچیدهای در جریان است و سیاهچالهها میتوانند پس از دورهای از خاموشی، دوباره فعال شوند. دکتر سفارادی قبلاً دانشجوی دکتری پروفسور هورش بود. او افزود:
«این یکی از جذابترین کشفیاتی است که در آن شرکت داشتم. اینکه توسط دانشجوی سابقم، ایتای، رهبری شده، آن را معنادارتر میکند. این دستاورد علمی دیگری است که اسرائیل را در خط مقدم اخترفیزیک بینالمللی قرار میدهد.»
یافتههای این پژوهش در مقالهای که در The Astrophysical Journal Letters منتشر خواهد شد، به تفصیل آمده است.
نکات کلیدی کشف AT 2024tvd:
- فاصله از مرکز کهکشان: ۲۶۰۰ سال نوری (اولین بار خارج از هسته)
- فاصله از زمین: ۶۰۰ میلیون سال نوری
- نوع سیاهچاله: احتمالاً کلانجرم، اما سرگردان
- تابش رادیویی: دو قله، سریعترین تکامل ثبتشده
- زمان پرتاب ماده: چند ماه پس از بلع ستاره
- تلسکوپهای درگیر: VLA، ALMA، ATA، SMA، AMI-LA
- اهمیت: اثبات وجود SMBH در مناطق دور از مرکز کهکشانها
این کشف، پنجرهای تازه به زندگی پنهان سیاهچالههای سرگردان و رفتارهای تأخیری پس از نابودی ستارگان گشوده است — پدیدهای که تا پیش از این، تنها در قلب کهکشانها دیده میشد. حالا میدانیم که مرگ ستارگان میتواند در هر گوشهای از کهکشان رخ دهد، و سیاهچالهها حتی در سکوت نسبی، آمادهاند تا با یک جرقه، آسمان را روشن کنند.
