ستاره‌ای که از برخورد با یک سیاه چاله جان سالم به در برد!

برخورد با سیاه چاله برای هیچ جرم آسمانی خوش‌آیند نیست و بلعیده شدن و نابودی نتیجه نهایی نزدیک شدن به هر سیاه چاله‌ای خواهد بود؛ با این حال اخیرا خبر رسیده که در اتفاقی استثنایی، یک ستاره از این نزدیک شدن جان سالم به در برده است!

پدیده برخورد با سیاه چاله به واسطه میدان گرانش فوق‌العاده قوی این جرم شگفت‌انگیز، باعث نابودی هر ستاره، سیاره و یا جرم آسمانی دیگری می‌شود؛ با این وجود، به نظر می‌رسد که یک ستاره خوش‌شانس از این برخورد جان سالم به در برده و اتفاقی نادری رخ داده است. در ادامه به بررسی این موضوع خواهیم پرداخت؛ با گجت نیوز همراه باشید.

سیاه چاله‌ها اجرام آسمانی فوق‌العاده فشرده و سنگینی هستند که به واسطه گرانش بسیار قوی خود، هر جرمی را در نزدیکی‌شان جذب کرده و سرانجام آن را می‌بلعند. این اتفاق ناگوار معمولا با ساطع شدن مقادیر بسیار زیادی اشعه ایکس همراه است، چرا که مواد تشکیل دهنده جرم آسمانی بلعیده شده در هنگام حرکت به داخل سیاه چاله فوق‌العاده گرم می‌شوند.

اشعه‌های منتشر شده به هنگام برخورد با سیاه چاله‌ها آن‌قدر قوی هستند که می‌توان آن‌ها را از زمین رصد کرد. با این وجود اتفاق شگفت‌انگیزی که یک سال پیش توسط ستاره شناسان در اطراف یک سیاه چاله کلان جرم رصد شد، با مشاهدات قبلی دانشمندان تطابق نداشت.

سیاه چاله‌های کلان جرم ورژنی بزرگ‌تر از سیاه چاله‌های معمولی هستند که معمولا در مرکز کهکشان‌ها قرارگرفته‌اند و این سیاه چاله خاص هم کهکشانی در فاصله ۲۵۰ میلیون سال نوری از زمین را به دور خود نگه داشته است؛ اما اتفاق شگفت‌انگیز رصد شده، ساطع شدن دوره‌ای و هر ۹ ساعت یک ‌بار مقادیر زیادی اشعه ایکس از سمت جرم آسمانی عظیم مورد نظر بوده است.

زنده ماندن از برخورد با سیاه چاله

اندرو کینگ (Andrew King)، ستاره شناسی از دانشگاهی در بریتانیا نظریه جالبی را برای این پدیده جالب‌توجه ارائه داده است. کینگ می‌گوید که به احتمال قوی، ستاره‌ای مرده بعد از برخورد با سیاه چاله مورد نظر به اندازه کافی مواد تشکیل دهنده خود را از دست داده، اما در این پدیده نادر ستاره کاملا نابود نشده و بقایای این جرم آسمانی مرده در میدان گرانش سیاه چاله گیر افتاده است.

دوره گردش ستاره در اطراف سیاه چاله هم باید ۹ ساعت باشد، چرا که هر ۹ ساعت یک ‌بار با رسیدن بقایای ستاره به نزدیک‌ترین حالت ممکن از سیاه چاله، مقدار اندکی از مواد باقی‌مانده از ستاره کنده شده و امواج اشعه ایکس دریافتی از زمین را ساطع می‌کند.

ستاره مورد نظر قبل از برخورد با سیاه چاله در مراحل آخر عمر خود به شکل یک کوتوله سرخ باد کرده بوده، اما نزدیک شدن به این جرم آسمانی قدرتمند بقایای ستاره را به یک کوتوله سفید تبدیل کرده است. کوتوله‌های سفید یک مرحله بعد از حالت کوتوله سرخ هستند و در چنین وضعیتی ستاره در حال مرگ دیگر حرارت چندانی از طریق فرآیندهای هسته‌ای ایجاد نمی‌کند و تنها پسماندی از حرارت را ساطع خواهد کرد.

در حال حاضر هم هر بار که کوتوله سفید به نزدیک‌ترین فاصله، معادل ۱۵ برابر شعاع افق رویداد سیاه چاله می‌رسد، مقداری از گازهای آن به داخل سیاه چاله جذب شده و باعث انتشار امواج اشعه ایکس می‌شود. افق رویداد قسمتی از منطقه اطراف سیاه چاله بوده که عبور از آن راه بازگشتی ندارد و حتی نور هم نمی‌توان با گذشتن از این مرز، از چنگ گرانش جرم آسمانی مورد نظر فرار کند.

جزئیات تحقیق اخیر

سیاه چاله کلان جرم پدیده اخیر در مرکز کهکشان “GSN 069” قرار گرفته و با داشتن جرمی ۴۰۰ هزار برابر بیشتر از خورشید، به عنوان یک سیاه چاله کلان جرم سبک در نظر گرفته می‌شود. این جرم آسمانی شگفت‌انگیز هم اکنون در حال جذب مواد اطراف و بزرگ شدن است و کینگ موفق شده که بر اساس میزان تشعشعات اشعه ایکس ساطع شده از کوتوله سفید و پارامترهای دیگر، ابعاد ستاره مرده مورد نظر را هم مشخص کند.

به نظر می‌رسد که این کوتوله سفید پس از برخورد با سیاه چاله به ابعاد ۰.۲۱ برابر خورشید رسیده و به نسبت نمونه‌های مشابه کوتوله‌های سفیدی که در قسمت‌های دیگر کیهان رصد شده‌اند، شرایطی استاندارد دارد.

کینگ همانند بسیاری از دانشمندان جهان شگفتی خود را از پیشرفت علم تا حدی که بتوان مشخصات چنین ستاره نادری را مشخص کرد، ابراز کرده است. به صورت کلی سبک بودن نسبی سیاه چاله کلان جرم کهکشان GSN 069 هم به شانس کینگ کمک کرده، چرا که اگر سیاه چاله مورد نظر بزرگ‌تر بود، هر ستاره‌ای برای زنده ماندن در اطراف آن باید شعاع گردش بیشتری می‌داشت و در این صورت احتمال نابودی سریع‌تر ستاره بیشتر می‌شد.

در مقیاس ستاره شناسی می‌توان گفت که چرخش کوتوله سفید به جا مانده از برخورد با سیاه چاله مورد نظر تا مدت زمان کوتاه ۲ هزار سال برای زمینیان قابل رویت خواهد بود. کینگ امیدوار است که چنین مسئله‌ای نشان دهنده فراوانی پدیده رصد شده باشد و بتوان نمونه‌های مشابه دیگری را در فضای اطراف زمین کشف کرد.

آینده ستاره خوش‌شانس

در مورد آینده این ستاره خوش‌شانس هم گفته شده که چرخش کوتوله سفید به دور سیاه چاله کلان جرم کهکشان GSN 069 تا میلیاردها سال ادامه خواهد داشت و مواد تشکیل دهنده این جرم آسمانی ذره‌ذره و به تدریج، به داخل سیاه چاله کشیده خواهند شد.

ستاره‌های کوتوله سفید معمولا سایزی هم‌اندازه زمین دارند و استخراج تدریجی گازهای این جرم آسمانی می‌توان باعث بیشتر شدن ابعاد و کاهش چگالی ستاره شود. این فرآیند تا نابودی کامل ستاره ادامه دارد و کوتوله سفید مورد نظر کینگ هرگز از چنگ این سیاه چاله فرار نخواهد کرد.

مقاله کینگ و همکارانش در ژورنال “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” منتشر شده است.