سیاه‌چاله بقایای تصادف دو ستاره نوترونی را بلعید

«در مطالعه پیامدهای ادغام ستاره‌های نوترونی وارد قلمرو ناشناخته‌ای شده‌ایم»

ادغام ستاره‌های نوترونی اغلب به تشکیل سیاه‌چاله می‌انجامد- NASA

دانشمندان برای نخستین بار، پَستاب* یک گران‌نواختر** (کیلونُوا)، رویداد ادغام سهمگین دو ستاره نوترونی یا سیاه‌چاله، را کشف و شناسایی کرده‌‌اند.

ستاره‌شناسان نخستین بار در سال ۲۰۱۷، زمانی که رصدخانه امواج گرانشی تداخل‌سنج لیزری پیشرفته یا لایگو (LIGO)، امواج گرانشی نشان‌دهنده ادغام بین ستاره‌های نوترونی یا سیاه‌چاله‌ها را شناسایی کرد، انفجار منبع این ادغام را کشف کردند.

چند ساعت پس از شناسایی امواج گرانشی، فوران تابش گاما، نور مرئی و فروسرخ نیز مشاهده شد.

پژوهشگرانی از چند دانشگاه ایالات متحده در مقاله جدیدی که در «آستروفیزیکال ژورنال لترز» (The Astrophysical Journal Letters) منتشر شده است، توضیح می‌دهند که رصد مداوم این ستاره‌های در حال ادغام (که اینک مشترکا با عنوان GW170817 شناخته می‌شوند) با استفاده از رصدخانه پرتو ایکس چاندرا ناسا، چگونه توانسته است به نخستین مورد مشاهده پَستاب یک گران‌نواختر (کیلونوا)، یا رصدی به همان اندازه منحصربه‌فرد از نخستین وعده تغذیه‌ای یک سیاه‌چاله جدید منجر شود.

آپراجیتا هاجلا، دانشجوی تحصیلات تکمیلی اخترفیزیک در دانشگاه نورت‌وسترن و نویسنده سرپرست این مطالعه، در اظهاراتی گفت: «ما در مطالعه پیامدهای ادغام ستاره‌های نوترونی وارد قلمرو ناشناخته‌ای شده‌ایم.»

Read More

This section contains relevant reference points, placed in (Inner related node field)

اگرچه روشنایی گران‌نواخترها (کیلونواها) به میزان ابرنواخترها نیست، ستاره‌شناسان پیش از این نیز پرتو سریع نور کیلونوواها را مشاهده کرده‌اند و بر این باورند که این پرتوهای سریع نوری، ناشی از فروپاشی عناصر رادیواکتیو تولیدشده در فرایند ادغام است. اما آشکارسازی پَستاب کیلونووا، مورد تازه‌ای است.

رصدخانه چاندرا نخستین بار اوایل سال ۲۰۱۸ یک تابش پرتو ایکس را از GW170817 ثبت کرد و دریافت که آن سیگنال با گذشت زمان ضعیف‌‌تر می‌شود، تا روشنایی پرتوهای ایکس تقریبا در اواخر سال ۲۰۲۰ بی‌تغییر و ثابت شد. 

این الگوی کاهش گسیل پرتو ایکس پیش از تثبیت شدن در مرحله روشنایی بدون تغییر، همان چیزی است که پژوهشگران معتقدند نشان‌دهنده پَستاب (afterglow) گران‌نواختر (کیلونوا) است و پرتوهای ایکس براثر یک موج ضربه‌ای ایجاد می شود و بقایای آوار به جا مانده از فرایند ادغام را داغ می‌کند. 

محققان خاطرنشان می‌کنند که برای توضیح این پرتوهای ایکس، یک توضیح جایگزین نیز می‌تواند مطرح باشد: «گسیل پرتو ایکس ممکن است ناشی از سقوط مواد در یک سیاه‌چاله تازه‌تشکیل باشد.»

ادغام ستاره‌های نوترونی اغلب به تشکیل سیاه‌چاله می‌انجامد، اما پژوهشگران بر این باورند که گسیل‌های مشاهده‌ شده  در مورد خاص GW170817 نشان می‌دهند که که چنین چیزی بعید است. سیاه‌چاله‌ای که از ادغام تشکیل شده باشد، باعث می‌شود که اندازه کیلونووا محدود و کرانمند باشد.

رصدهای بیشتر GW170817 می‌توانند تعیین کننده باشند. یک پَستاب ناشی از کیلونووا باید به انتشار رادیویی فزاینده و شدیدی از جسم منجر شود، در حالی که یک سیاه‌چاله باید بدون انتشار رادیویی، گسیل ثابت یا رو به کاهش پرتو ایکس ثابت ایجاد کند. هر دو نتیجه برای دانشمندان جالب خواهد بود. 

دکتر جو برایت، از نویسندگان این مقاله و محقق دوره پسادکتری در ستاره‌شناسی از دانشگاه برکلی کالیفرنیا، در اظهاراتی گفت: «این نخستین بار است که یا پَستاب یک گران‌نواختر (کیلونُوا)، یا موادی را که پس از رویداد ادغام دو ستاره نوترونی به درون یک سیاه‌چاله سقوط می‌کنند، مشاهده کرده‌ایم.»

 

* پَستاب (afterglow) به نوری گفته می‌شود که پس از ناپدید شدن منبع، باقی مانده است. مانند نور خورشید که پس از غروب آفتاب همچنان قابل آشکار‌سازی است.

** کیلونوا (kilonova) یک رخداد ستاره‌شناسی گذرا است که از سال ۲۰۱۰ مطرح شده است. کیلونواختر در اثر برخورد دو ستاره نوترونی رخ می‌دهد و ا آنجایی که بیش از هزار برابر یک نواختر (فوران انفجاری کوتوله سفید) انرژی تولید می‌کند، به نام کیلونواختر یا کیلونوا (kilonova) خوانده شده است.

© The Independent

بیشتر از علوم