سیاه‌چاله‌ای خاموش، ناگهان به یکی از درخشان‌ترین اجرام کیهان تبدیل شد

دانشمندان با زیر و رو کردن سراسر کیهان برای پیدا کردن نشانه‌هایی از انفجاری نادر، سیاه‌چاله‌ای خاموش مانند «گارگانتوا»، سیاه‌چاله‌ی فیلم اینتراستلار، را در جهانِ اولیه شناسایی کرده‌اند که ناگهان فعال شده و برای یک چشم‌بر‌هم زدن (در مقیاس کیهانی) از جرمی تاریک، به یکی از درخشان‌ترین اجرام جهان تبدیل شده است.

تخمین زده می‌شود، این سیاه‌چاله که J221951 نام دارد، ۱۰ میلیارد سال نوری از زمین فاصله داشته باشد. این یعنی زمانی که این غول کیهانی چراغ هایش را روشن کرده، جهان تقریبا یک‌چهارم عمر فعلی‌اش را داشته است. با وجود این فاصله‌ی طولانی، درخشش سیاه‌چاله به حدی بود که ستاره‌شناسان در ابتدا آن را با انفجاری ستاره‌ای در فاصله‌ی کمتر از یک میلیارد سال نوری اشتباه گرفتند.

به گفته‌ی پژوهشگرانِ این مطالعه، درخشندگی زیاد این سیاه‌چاله از چنین فاصله‌ای، آن را به یکی از درخشان‌ترین پدیده‌های گذرایی (جرمی که ناگهان روشن شده و سپس محو می‌شود) که تا‌کنون شناسایی شده تبدیل کرده است. پیش‌نویس این مطالعه که برای انتشار در نشریه‌ی Monthly Notices of the Royal Astronomical Society، پذیرفته شده، اکنون در arXiv در دسترس است.

مَت نیکُل، ستاره‌شناسی از دانشگاه کوئین در بِلفَست که از نویسندگان این مقاله است، در این‌باره می‌گوید: «در سال‌های اخیر، دانش ما از کار‌های مختلفی که سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم می‌توانند انجام دهند، بسیار گسترش یافته است. J221951 یکی از عجیب‌ترین نمونه‌های آن است که ما را شگفت‌زده کرده است.»

نخستین شگفتی در مسیریابی موج گرانشی بود؛ تلاطم‌های سریعی در فضا-زمان که توسط برخورد‌های عظیم کیهانی ایجاد می‌شوند. پژوهشگران فکر می‌کردند که این موج، حاصل برخورد دو ستاره‌ی نوترونی است؛ ستاره‌های چگال و مُرده‌ای که از برخورد آن‌ها، انفجار‌های درخشانی به نام «کیلونووا» ایجاد می‌شود.

ولی این‌بار، با اینکه موج ایجاد‌شده در فضا-زمان به جرمی درخشان منتهی می‌شد، برخلاف یک کیلونووا که در ابتدا آبی‌رنگ است و پس از چند روز که کم‌نور شد، به رنگ قرمز دیده می‌شود، برای ماه‌ها، درخشان و آبی باقی مانده، که فراتر از مدت مورد انتظار برای انفجاری ستاره‌ای است.

رصد‌های پی‌جویی با استفاده از چندین تلسکوپ، از جمله تلسکوپ هابل ناسا و رصدخانه‌ی نیل گِرِلز سوییفت، نشان داد که این جرم ناشناخته، در امتداد مرکز کهکشانی دور و کم‌نور قرار دارد و احتمالا سیاه‌چاله‌ای کلان‌جرم مانند سیاه‌چاله‌ی مرکزی راه شیری است. پس از ۱۰ ماه درخشش، این جرم مانند قبل، از دید پنهان شد که ثابت می‌کند نه خود کهکشان، بلکه پدیده‌ای گذرا درون آن، دچار فوران پر‌انرژی شدیدی شده است.

به گفته‌ی پژوهشگران، اگر J221951 دارای سیاه‌چاله‌ای کلان‌جرم باشد، برای انفجار درخشان آن، دو توضیح محتمل است. نخست اینکه سیاه‌چاله، ستاره‌ای را که در مداری پیرامونش می‌گشته، جذب کرده و در این فرایند که رویداد فروپاشی کِشَندی یا اسپاگتی شدن نامیده می‌شود، ستاره‌، کشیده شده و از هم گسسته است. احتمال دوم که مبهم‌تر است، تغییر وضعیت سیاه‌چاله از حالت خفتگی، به تغذیه‌ی حریصانه از دیسک گازی است که پیرامونش به سرعت در گردش است.

درک دقیق دلیل فعال‌شدن این سیاه‌چاله، نیازمند مطالعه‌ی بیشتر انرژی خروجی این جرم است. اگر سیاه‌چاله ناگهان دوباره بدرخشد، به این معنی است که در حالت تغذیه قرار دارد. ولی اگر همچنان به کم‌نور شدن ادامه دهد، احتمالا ستاره‌ای بدشانس، به شگفت‌انگیز‌ترین شکل ممکن، بلعیده شده است. به امید آنکه همه چنین پایان با‌شکوهی داشته باشیم.