این تنها دومین باری است که یک رویداد ویرانگر موسوم به «رخداد کشندی» (TDE) در چنین محیطی مشاهده میشود.
ستارهشناسان نگاهی دقیق به یکی از نادرترین و خشونتآمیزترین رویدادهای کیهانی انداختهاند؛ رویدادی که طی آن یک ستاره نگونبخت بیش از حد به یک سیاهچاله فوقپرجرم نزدیک شده و گرفتار آن شده است. پژوهشگران این پدیده که به نام «رخداد کشندی» یا Tidal Disruption Event (TDE) شناخته میشود، امیدوارند از طریق آن اطلاعات بیشتری دربارهی تأثیر این پدیدهها بر روند تحول کهکشانهای میزبان بهدست آورند.
در این نبردهای سهمگین میان ستارگان و گرانش عظیم سیاهچالههایی با جرمی میلیونها یا حتی میلیاردها برابر خورشید، ستارگان بهشدت گسیخته شده و به درون سیاهچاله کشیده میشوند. این «آدمخواری کیهانی» فورانهایی از نور تولید میکند که میتواند حتی از مجموع نور همهی ستارگان آن کهکشان هم درخشانتر باشد و با این نور شدید، مرگ خونبار ستاره را به اخترشناسان اعلام کند.
این رویداد خاص با نام AT2022wtn شناخته میشود و در کهکشانی در فاصلهی حدود ۷۰۰ میلیون سال نوری از زمین رخ داده است. این کهکشان در مراحل ابتدایی ادغام با کهکشانی همسایه قرار دارد.
کهکشانی که این TDE را در خود جای داده، با نام طولانی SDSSJ232323.79+104107.7 شناخته میشود و کوچکتر از کهکشان دوم در این برخورد است؛ کهکشانی که دستکم ۱۰ برابر بزرگتر از میزبان TDE تخمین زده شده است. بهنظر میرسد این دو کهکشان پیشتر یک بار بهصورت نزدیک از کنار یکدیگر عبور کردهاند.
تصویر مربوط به میدان AT 2022wtn از دادههای نسخه دهم پیمایش میراث (Legacy Survey DR10). تصویر کوچک داخل کادر، پدیدهی گذرایی را نشان میدهد که در هستهی کهکشان کوچکترِ در حال برخورد رخ داده است؛ این نقطه با علامت ضربدر آبی مشخص شده است. دُمهای کشندی که حاصل برهمکنش گرانشی و ادغام دو کهکشان هستند، بهوضوح در تصویر دیده میشوند. (اعتبار تصویر: پیمایشهای میراثی / دی. لَنگ (مؤسسه پریمتر) / INAF / فرانچسکا اونوری)
این فقط دومین بار است که TDE در کهکشانهای در حال تعامل (برخورد) مشاهده شده است، با اینکه نظریات رایج پیشبینی میکنند که مراحل آغازین ادغام کهکشانها شرایط مساعدی برای وقوع این پدیدههای خشن فراهم میکنند.
چگونه یک ستاره به «اسپاگتی ستارهای» تبدیل شد
رویداد AT2022wtn نخستینبار توسط رصدخانهی گذراهای زویکی (Zwicky Transient Facility) شناسایی شد و سپس با مشاهداتی در طولموجهای مختلف از رادیویی تا فروسرخ و پرتو ایکس مورد بررسی قرار گرفت که ماهیت TDE آن را تأیید کردند. اخترشناسان دریافتند که سیاهچالهی دخیل در این رویداد جرمی حدود یک میلیون برابر خورشید دارد، و ستارهی قربانی نیز از نوع کمجرم بوده است.
با اینکه همهچیز نشان میدهد که با یک نمونهی کلاسیک از گسست یک ستاره توسط سیاهچاله روبهرو هستیم، ویژگیهایی در AT2022wtn مشاهده شده که آن را منحصربهفرد کرده است.
به گفتهی فرانچسکا اونوری، سرپرست تیم تحقیقاتی از مؤسسه ملی اخترفیزیک ایتالیا (INAF):
«این رویداد پدیدهای عجیب است. منحنی نوری آن دارای یک سکو در مرحلهی بیشینه روشنایی است که حدود ۳۰ روز طول کشیده و با کاهش شدید دما و طیفی همراه بوده که دو خط گسیلی متناظر با هلیوم و نیتروژن را نشان میدهد — چیزی که هرگز پیشتر با این وضوح ندیده بودیم.»
نگاهی دقیقتر به رویداد کشندی AT 2022wtn، که شامل تکهتکه شدن و بلعیده شدن یک ستاره توسط یک سیاهچاله است. (اعتبار تصویر: پیمایشهای میراثی / دی. لنگ (مؤسسه پریمتر) / INAF / فرانچسکا اونوری)
مانند همهی TDEها، AT2022wtn نیز زمانی آغاز شد که ستارهای نگونبخت در مدارش بیش از حد به سیاهچالهی مرکزی کهکشان نزدیک شد. در نتیجه، نیروهای کشندی عظیمی درون ستاره ایجاد شد؛ نیروهایی که آن را در راستای افقی فشرده و در راستای عمودی کشیدهاند — فرایندی که با نام مصطلح «اسپاگتی شدن» (spaghettification) شناخته میشود.
بخشی از باقیماندهی ستاره به دور سیاهچاله میچرخد، درست مانند پیچیدن اسپاگتی دور چنگال، و دیسکی چرخان و پهن از پلاسما موسوم به دیسک برافزایشی شکل میگیرد.
تصویری ترسیمی از یک رویداد کشندی که در آن، یک ستاره بهدست سیاهچالهای گرسنه بلعیده میشود؛ ابتدا دیسک برافزایشیای در اطراف این غول کیهانی شکل میگیرد. (اعتبار تصویر: آژانس فضایی اروپا / سی. کارو)
با این حال، تمام مواد ستارهای وارد سیاهچاله نمیشوند؛ بخشی از آنها با سرعت بالا به بیرون پرتاب میشود و جریانها یا فوارههای قدرتمندی شکل میگیرد. در مورد AT2022wtn، این جریانها باعث انتشار فورانی کوتاه از امواج رادیویی و تغییرات شدید در سرعت عناصری شدند که نور از خود ساطع میکنند.
این مشاهدات نشان میدهد که ستاره بهطور کامل نابود شده و علاوه بر دیسک برافزایشی، یک «حباب» کروی گاز نیز در اثر این رویداد تشکیل شده است.
اونوری میافزاید:
«ما نشانههای روشنی از دینامیک مادهی اطراف را در برخی خطوط طیفی پیدا کردیم که با گسترش سریع آن ماده به بیرون همخوانی داشت. با کمک برنامهی پایش دقیق خود توانستیم منشأ تابش مشاهدهشده را تفسیر کنیم: AT2022wtn باعث شکلگیری سریع یک دیسک برافزایشی به دور سیاهچاله شد و بخشی از مواد ستارهای به بیرون پرتاب شد.»
«این یافته از آن جهت اهمیت دارد که منبع نور مرئی و شرایط فیزیکی ناحیهی تابش در TDEها هنوز بهدرستی شناخته نشدهاند.»
دانشجوی دکتری ژئوفیزیک گرایش لرزه شناسی هستم. ژئوفیزیک به بررسی ابعاد زمین و اتفاقاتی مانند زلزله و لرزه هایی که توسط فعالیت انسان بهوجود میآید، می پردازد. فعالیت در حوزه زمین و فضا از علاقه مندی ام است.
