واجه النجم المأسور عدة مواجهات قريبة مع ثقب أسود فائق الكتلة في مجرة بعيدة – وربما نجا حتى من مادة تمزقها قوى المد الجاذبية الهائلة.
تدمير أ نجمة بواسطة قوى الجاذبية لـ ثقب أسود هائل هي علاقة عنيفة تُعرف باسم حدث اضطراب المد والجزر (TDE). يُنزع الغاز من النجم ويخضع لعملية “سباغيتيتشن” ، يتم خلالها تمزيقه وامتداده إلى تيارات من المواد الساخنة التي تدور حول النجم. الثقب الأسود، وتشكيل قرص تراكم مؤقت ومشرق للغاية. من وجهة نظرنا ، فإن مركز المجرة يبدو أن الثقب الأسود الهائل يشتعل.
في 8 سبتمبر 2018 ، رصد استطلاع All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASASSN) انفجارًا في قلب مجرة بعيدة تبعد 893 مليون سنة ضوئية. كان للصاروخ ، المصنف على أنه AT2018fyk ، جميع خصائص TDE. تلسكوبات مختلفة للأشعة السينية ، بما في ذلك تلسكوبات ناسا بسرعةأوروبا XMM- نيوتنمعهم لطيف أداة مثبتة على محطة الفضاء الدولية ، وألمانيا إيروسيتا، لاحظ أن الثقب الأسود سطع بشكل كبير. عادةً ، تُظهر TDEs انخفاضًا ثابتًا في السطوع على مدار عدة سنوات ، ولكن عندما نظر علماء الفلك إلى AT2018fyk مرة أخرى بعد حوالي 600 يوم من ملاحظته لأول مرة ، اختفت الأشعة السينية بسرعة. والأمر الأكثر إثارة للحيرة هو أن الثقب الأسود انفجر فجأة بعد حوالي 600 يوم من ذلك التاريخ. ماذا كان يحدث؟
متعلق ب: 8 طرق نعرف أن الثقوب السوداء موجودة بالفعل
قال توماس ويفرز: “حتى الآن ، كان الافتراض أنه عندما نرى عواقب مواجهة قريبة بين نجم وثقب أسود فائق الكتلة ، فإن النتيجة ستكون قاتلة للنجم ، أي أن النجم قد دمر تمامًا” ، قال عالم الفلك في المرصد الأوروبي الجنوبي ومؤلف بحث جديد عن الحدث ، في أ بيان. “ولكن على عكس كل TDE الأخرى التي نعرفها ، عندما وجهنا تلسكوباتنا مرة أخرى في نفس المكان بعد عدة سنوات ، وجدنا أنها قد اشتعلت من جديد.”
قاد Wevers فريقًا من علماء الفلك الذين أدركوا أن التوهجات المتكررة كانت بمثابة توقيع لنجم نجا من TDE وأكمل مدارًا آخر لتجربة TDE ثانية. لشرح ما كانوا يراقبونه بشكل كامل ، طورت مجموعة Wevers نموذجًا لـ “TDE الجزئي المتكرر”.
في نموذجهم ، كان النجم يومًا ما عضوًا في النظام الثنائي يمر قريبًا جدًا من الثقب الأسود في مركز مجرته. ألقت جاذبية الثقب الأسود أحد النجوم بعيدًا ، وتحولت إلى هروب نجمة فائقة السرعة اركض بسرعة 600 ميل (1000 كيلومتر) في الثانية خارج المجرة. أصبح النجم الآخر مرتبطًا بإحكام بالثقب الأسود ، في مدار إهليلجي مدته 1200 يوم جعله نحو ما يسميه العلماء نصف قطر المد والجزر – المسافة من الثقب الأسود التي يبدأ عندها النجم في التمزق. ثقب أسود.
نظرًا لأن النجم لم يكن بالكامل داخل نصف قطر المد والجزر ، فقد تم تجريد بعض مواده فقط ، تاركًا نواة نجمية كثيفة استمرت في مداره حول الثقب الأسود. يستغرق الأمر حوالي 600 يوم للمواد المستخرجة من النجم بواسطة الثقب الأسود لتشكيل قرص التراكم ، لذلك بحلول الوقت الذي رأى فيه علماء الفلك النظام يشتعل في اللهب ، كان النجم آمنًا ، بالقرب من النقطة الأبعد عن مداره.
ولكن عندما بدأ قلب النجم في الاقتراب من الثقب الأسود مرة أخرى ، بعد حوالي 1200 يوم من أول لقاء له ، بدأ النجم في التقاط بعض مواده من قرص التراكم ، مما تسبب في انخفاض مفاجئ في انبعاث الأشعة السينية. ” تعود النواة إلى الثقب الأسود ، فهي تسرق بشكل أساسي كل الغاز من الثقب الأسود عن طريق الجاذبية ، وبالتالي لا توجد مادة تتراكم ، وبالتالي يتم إيقاف تشغيل النظام “، ديراج باشام ، مؤلف مشارك في الدراسة وعالم الفيزياء الفلكية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، في بيان صحفي.
لكن الثقب الأسود الجاذبية سرعان ما يعيد الجميل ، ويسرق المزيد من المواد من اقتراب النجم. كما هو الحال مع المواجهة الأولية ، هناك تأخر لمدة 600 يوم بين الثقب الأسود المضغ بالنجوم وتشكيل قرص التراكم ، مما يفسر سبب اشتعال وهج الأشعة السينية في ذلك الوقت.
من مدار النجم ، قدر فريق ويفرز أن الثقب الأسود تبلغ كتلته حوالي 80 مليون ضعف كتلة شمسنا ، أو حوالي 20 ضعف كتلة الثقب الأسود في مركز كوكبنا. مجرة درب التبانةو القوس أ *.
لن يضطر فريق Wevers إلى الانتظار طويلاً لمعرفة ما إذا كانت النظرية صحيحة. يتوقع العلماء أن يصبح لون AT2018fyk داكنًا مرة أخرى في أغسطس عندما يعود قلب النجم ، وأن يتوهج مرة أخرى في مارس 2025 عندما تبدأ مادة جديدة في التراكم على الثقب الأسود.
ومع ذلك ، هناك تعقيد محتمل في مقدار الكتلة التي فقدها الثقب الأسود. يعتمد مقدار الكتلة المفقودة جزئيًا على سرعة دوران النجم ، والتي يمكن أن يؤثر عليها الثقب الأسود. إذا كان النجم يدور بسرعة كافية تقريبًا لينكسر ، فسوف يسرق الثقب الأسود المواد بسهولة ، مما يزيد من فقدان الكتلة.
قال المؤلف المشارك إريك: “إذا كانت خسارة الكتلة عند مستوى 1٪ فقط ، فإننا نتوقع أن يبقى النجم على قيد الحياة للعديد من اللقاءات الأخرى ، بينما إذا كان أقرب إلى 10٪ ، فقد يكون النجم قد دمر بالفعل”. كوغلين. على الدراسة من جامعة سيراكيوز في نيويورك ، قال في البيان.
في كلتا الحالتين ، يوفر تكرار TDEs و TDEs الجزئية نافذة نادرة في حياة الثقوب السوداء الهائلة التي لا يمكننا عادةً اكتشافها لأنها نائمة. هذا مهم لقياس كتلتها وتحديد كيفية تطور الثقوب السوداء ، وبالتالي كيف تطورت المجرة حول الثقب الأسود أيضًا عبر التاريخ الكوني.
تم عرض النتائج في الاجتماع 241 للجمعية الفلكية الأمريكية ونشرت في رسائل من مجلة الفيزياء الفلكيةكلاهما في 12 يناير.
تابع كيث كوبر على تويتر @ 21stCenturySETI. تابعنا على تويتر تضمين التغريدة و على الفيسبوك.
