رقص مرگبار سیاهچالهها: فوران نوری بیسابقه در اعماق کیهان، چالشی برای فیزیک نوین!
در یک دستاورد هیجانانگیز در زمینه مطالعه رویدادهای اختلال جزر و مدی (TDEs)، اخترشناسان موفق به ثبت درخشش شدید و ناگهانی پدیدهای به نام AT2018hyz شدهاند. این رویداد که در فاصله ۶۶۵ میلیون سال نوری از ما قرار دارد، به عنوان یک نقطه عطف در درک ما از پدیدههای پرانرژی ناشی از متلاشی شدن ستارگان توسط نیروهای گرانشی یک سیاهچاله کلان جرم محسوب میشود. این کشف در یک مطالعه جدید در سرور پیشانتشار arXiv منتشر شده است. محققان با استفاده از مجموعهای بینالمللی از تلسکوپها، از جمله MeerKAT و ALMA، توانستهاند انتشار رادیویی حاصل از AT2018hyz را ردیابی کنند و الگوی شگفتانگیزی از رشد درخشندگی را آشکار سازند که مدلهای قبلی رفتار TDE را به چالش میکشد.
رویداد اختلال جزر و مدی (TDE) چیست؟
یک رویداد اختلال جزر و مدی زمانی رخ میدهد که یک ستاره بیش از حد به یک سیاهچاله کلان جرم نزدیک شود و توسط نیروهای جزر و مدی شدید سیاهچاله از هم گسسته شود. بقایای ستارهای که به سمت سیاهچاله سرازیر میشوند، یک دیسک برافزایشی تشکیل داده و تابش پرانرژی تولید میکنند. این تابش یکی از نشانههای کلیدی یک TDE است و به طور گسترده در رویدادهای کیهانی مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. مشاهده AT2018hyz گام مهم دیگری در درک پیامدهای متنوع این تعاملات خشونتآمیز کیهانی است. AT2018hyz که در یک کهکشان پسستارهساز به نام 2MASS J10065085+0141342 واقع شده، در سال ۲۰۱۸ توسط پروژه نقشهبرداری خودکار تمام آسمان برای ابرنواخترها (ASASS-SN) کشف شد.
اگرچه TDEها نسبتاً رایج هستند، اما انتشار رادیویی مشاهده شده از AT2018hyz با هر چیزی که قبلاً در TDEهای دیگر دیده شده بود، متفاوت است. این ویژگی منحصر به فرد، بازنگری در فرآیندهای فیزیکی دخیل در چنین رویدادهایی را برانگیخته و بینشهای جدیدی را در مورد رفتار ماده در شرایط شدید ارائه میدهد.
درخشش سریع در طیف رادیویی
کمپین رصدی اخیر که دو سال به طول انجامیده، افزایش سریع و بیسابقهای را در درخشندگی رادیویی AT2018hyz نشان داده است. دادهها نشان میدهند که انتشار رادیویی از این TDE با سرعتی سرسامآور در تمام فرکانسها افزایش یافته و از درخشندگی TDEهای غیر نسبیتی قبلی فراتر رفته است. بر اساس این تحقیق، این درخشش سریع به اوج درخشندگی تقریباً ۱۰ دودسیلیون ارگ بر ثانیه (10 duodecillion erg/s) رسیده است، رقمی که با TDE نسبیتی شناخته شده، Sw 1644+57، رقابت میکند.
اهمیت این دستاورد در این است که نشان میدهد AT2018hyz در میان درخشانترین TDEهای غیرنسبیتی است که تاکنون مشاهده شدهاند. نویسندگان این مطالعه خاطرنشان میکنند که این رفتار، فرضیات قبلی در مورد ماهیت انتشار رادیویی از TDEها را به چالش میکشد. به گفته آنها: “رفتار مشاهده شده با دو سناریوی احتمالی سازگار است: (i) یک خروجی کروی تاخیری که حدود 620 روز پس از اختلال با سرعت ≈ 0.3c و انرژی ~ 1050 ارگ پرتاب شده است، و (ii) یک جت نسبیتی به شدت خارج از محور (≈ 80 − 90°) با ضریب لورنتس Γ ~ 8 و EK ≈ 1052 ارگ.”
درک منشاء انتشار رادیویی
ماهیت انتشار رادیویی از AT2018hyz هنوز موضوع بحثهای داغ است. دو فرضیهای که توسط تیم تحقیقاتی مطرح شده، مکانیسمهای متمایزی را در پس درخشش مشاهده شده پیشنهاد میدهند. فرضیه اول شامل یک خروجی کروی است که حدود ۶۲۰ روز پس از اختلال ستاره پرتاب شده است. این خروجی دارای سرعتی تقریباً معادل 0.3c (حدود ۳۰ درصد سرعت نور) و انرژی تقریباً ۱۰۵۰ ارگ است. این سناریو فرض میکند که افزایش سریع در درخشندگی رادیویی ناشی از پراکندگی انرژی در یک منطقه وسیع است، که احتمالاً ناشی از پرتاب تاخیری مواد از ستاره متلاشی شده است.
از طرف دیگر، فرضیه دوم حاکی از وجود یک جت نسبیتی است که به شدت خارج از محور است، به این معنی که با زاویهای قابل توجه نسبت به خط دید ما هدایت میشود. این جت دارای ضریب لورنتس Γ ~ 8 است، که نشان میدهد با سرعتهای نسبیتی حرکت میکند، و انرژی آن EK ≈ 1052 ارگ است. یک جت نسبیتی که با این سرعتها حرکت میکند، تابش شدیدی تولید میکند که میتواند درخشش سریع مشاهده شده از AT2018hyz را در طیف رادیویی توجیه کند.
[تصویر روشنایی منحنی نور در طول زمان AT2018hyz در چندین باند فرکانسی، از جمله محدودیت های اولیه فوقانی (مثلث ها) و تشخیص زمان دیررس که از حدود 970 روز شروع می شود (دایره ها). اعتبار: arXiv(2025). شناسه دیجیتال: 10.48550/arxiv.2507.08998]
