سیاه‌چاله‌ای سرگردان در اعماق فضا: بلعیدن ستاره‌ای دوردست

در سال ۲۰۲۴، سامانه‌ای که برای شناسایی اجرام با تغییرات نوری ناگهانی طراحی شده بود، با یک مشاهده غیرعادی روبه‌رو شد. اگرچه این سیستم خودکار قرار بود جرم یادشده را شناسایی کند، اما نتوانست ماهیت آن را به‌درستی تشخیص دهد.

کشف جدید: رویداد ناشناخته و بسیار نادر

اکنون پس از گذشت تقریباً یک سال، مشخص شده که این مشاهده، در واقع اولین رویداد اختلال کشندی بوده که توانسته در طول موج‌های مرئی رصد شود. این رویداد نه تنها نادر است بلکه بسیار عجیب محسوب می‌شود. چرا؟ زیرا سیاه‌چاله‌ای که این رویداد را رقم زده در مرکز کهکشان خود قرار ندارد و در عوض به نظر می‌رسد که جرمی به مراتب عظیم‌تر در نزدیکی آن در حال جذب مواد است.

جرمی ناشناخته

این جرم که اکنون AT2024tvd نامیده شده است، اولین بار توسط رصدخانه گذرای زویکی (Zwicky Transient Facility) شناسایی شد؛ سیستمی که توانایی اسکن سریع و کامل آسمان شمالی را در مدت دو روز دارد و این عمل را پیوسته تکرار می‌کند. این سیستم همچنین به کمک نرم‌افزارهای پیشرفته اشیاء دارای تغییرات نوری ناگهانی را شناسایی می‌کند که یکی از آنها می‌تواند اختلال کشندی باشد؛ یعنی فرایندی که ستاره‌ای توسط نیروی گرانشی عظیم یک سیاه‌چاله اصطلاحاً به صورت اسپاگتی درمی‌آید.

معمولاً چنین سیاه‌چاله‌هایی در مرکز کهکشان‌ها قرار دارند، به همین دلیل نرم‌افزار تحلیل داده‌ها، تنها زمانی این رخدادها را به‌عنوان اختلال کشندی علامت‌گذاری می‌کند که منبع نوری همزمان با مکان موردنظر باشد. اما AT2024tvd در فاصله‌ای بیش از ۲۵۰۰ سال نوری از مرکز کهکشان قرار داشت که باعث شد نرم‌افزار نتواند ماهیت اصلی آن را تشخیص دهد. دانشمندان تنها پس از بررسی‌های دقیق به این نتیجه رسیدند که این جرم چه ماهیتی دارد.

<این تصویر نمایان‌گر یک رویداد اختلال کشندی است که درخشش آن ناشی از بلعیدن یک ستاره توسط سیاه‌چاله کلان‌جرم است.

رصدهای دقیق‌تر پرده از ماهیت جرم برداشتند

به لطف تلاش پژوهشگران، رصدهای دیگری از جرم موردنظر در طول‌موج‌های اشعه ایکس تا امواج رادیویی انجام شد. ابزارهایی مانند آرایه بسیار بزرگ (Very Large Array) توانستند علاوه بر AT2024tvd، نقطه مرکزی درخشان کهکشان را نیز مشاهده کنند که به نظر می‌رسید همان سیاه‌چاله کلان‌جرم اصلی باشد و در آن لحظه مشغول جذب مواد بود.

شواهد متعدد نشان دادند که AT2024tvd یک رویداد اختلال کشندی است. برای مثال، برخلاف بسیاری از رویدادهای مشابه که دمای‌شان با گذشت زمان کاهش می‌یابد، دمای این رویداد ثابت باقی ماند. همچنین، شدت پرتوهای ایکس آن کمتر از چیزی بود که در یک ابرنواختر انتظار داریم و طیف فرابنفش آن شباهت زیادی به اختلال‌های کشندی قبلی داشت.

شناسایی تاریخی: نخستین مورد در نوع خود

این رویداد به‌عنوان چهارمین اختلال کشندی خارج از مرکز که تاکنون ثبت شده است، محسوب می‌شود اما اولین رخدادی است که در طول موج‌های مرئی رصد شده و اهمیت خاصی دارد.

سیاه‌چاله‌های سرگردان: یک راز جدید در عالم

این کشف علمی جدید پرسشی مهم مطرح کرد: چرا در این کهکشان دو سیاه‌چاله کلان‌جرم وجود دارد و چرا یکی از آنها در مرکز کهکشان نیست؟ پاسخ به این پرسش به فرایند ادغام کهکشان‌ها مربوط می‌شود. کهکشان‌های بزرگ نتیجه ادغام چند کهکشان کوچک‌تر هستند و هر کهکشان کوچک سیاه‌چاله‌ای مختص به خود دارد که ممکن است پس از ادغام در مرکز کهکشان جدید ادغام شوند. با این حال، این فرایند ممکن است میلیون‌ها یا حتی میلیاردها سال طول بکشد و در این مدت سیاه‌چاله‌ها خارج از مرکز باقی بمانند.

این کهکشان میزبان حدود ۱۰۰ سیاه‌چاله بسیار عظیم سرگردان است که ده مورد از آنها جرمی بیش از یک میلیون برابر خورشید دارند. اگر دو سیاه‌چاله به‌طور همزمان به مرکز نزدیک شوند، ممکن است تعاملات گرانشی یکی از آنها را به بیرون از مرکز کهکشان پرتاب کند، اتفاقی که دلیل حضور سیاه‌چاله‌ای مثل AT2024tvd در مکانی دورتر از مرکز کهکشان توضیح می‌دهد.

نقش کهکشان‌های بزرگ در رویدادهای نادر

مطالعات نشان داده‌اند که کهکشان‌های بسیار بزرگ، به دلیل ادغام‌های متعدد در گذشته، تعداد بیشتری سیاه‌چاله کلان‌جرم سرگردان ایجاد می‌کنند که احتمال وقوع چنین رویدادهای نادر را افزایش می‌دهد. همچنین در کهکشان‌های بزرگ به دلیل عظیم بودن سیاه‌چاله‌های مرکزی، افق رویداد آنها آن‌قدر گسترش می‌یابد که ستارگان می‌توانند بدون گسیختگی از آن عبور کنند و انرژی تولید شده در داخل سیاه‌چاله باقی بماند.

مطالعه مربوط به این رویداد در یک مقاله علمی منتشر شده و اهمیت فراوانی برای پژوهش‌های آینده درباره سیاه‌چاله‌های سرگردان و تأثیر آنها در جهان دارد.