مرگ خاموش در آندرومدا؛ ستارهای بیآنکه منفجر شود ظاهراً به سیاهچاله تبدیل شده است
دانشمندان در فاصلهی ۲٫۵ میلیون سال نوری از زمین، شاهد رویدادی شگفتانگیز در همسایهی مارپیچی ما بودهاند. نکتهی خیرهکننده در این کشف، دقیقاً همان چیزی است که دیده نمیشود؛ ستارهای عظیم بهجای آنکه طبق سنت کیهانی با انفجاری درخشان در قالب ابرنواختر به کار خود پایان دهد، بهسادگی در خلأ ناپدید شده است.
سناریوی «اکنون هست و ناگهان نیست»، برخلاف تصور، شعبدهبازی کیهانی محسوب نمیشود؛ بلکه به نظر میرسد تولد سیاهچالهای درست در برابر چشمان تیزبین تلسکوپها رخ داده است. این مشاهده احتمالاً نمادی از یک ابرنواختر ناکام است؛ یافتهای بسیار ارزشمند که میتواند به یکی از پرسشهای بنیادین علم پاسخ دهد. با وجود دستاوردهای اخیر در مطالعات سیاهچاله و تحول در درک ما از این اجرام مرموز، هنوز هیچکس بهطور دقیق نمیداند آنها چگونه و در چه لحظهای شکل میگیرند.
رصد لحظهی خروج سیاهچاله از دل ستارهای در حال مرگ، همان حلقهی مفقودهای است که دانشمندان برای تغییر معادلاتشان بدان نیاز دارند. ستارهشناسان میدانند ستارههایی با جرم هشت برابر خورشید یا بیشتر، پس از اتمام سوخت هستهای در قلب خود، تحتتأثیر وزن عظیمشان فرو میپاشند. لایههای بیرونی به درون میریزند و هسته را به گویی چگال از نوترونها به اندازهی یک شهر تبدیل میکنند.
در حالت عادی، امواج شوک عظیم به سمت بیرون پرتاب میشود و با رسیدن به سطح، انفجار ابرنواختری رخ میدهد. اما در ستارههای بسیار پرجرم، گاهی موج شوک به دلایلی نامشخص فروکش میکند و شکست میخورد. در این وضعیت، ستاره به ظاهر سالم میماند تا زمانی که گرانش پیروز شود و یک فروپاشی توقفناپذیر، سیاهچالهای را جایگزین ستاره میکند.
- چه میشود اگر ستارهای در نزدیکی زمین منفجر شود؟07 دی 03مطالعه '7
- اخترشناسان سرانجام به راز ناپدیدشدن ستارگان عظیم پی بردند10 خرداد 03مطالعه '3
- شگفتی تکرارنشدنی؛ ستارهای مرده بهزودی در آسمان منفجر خواهد شد16 فروردین 03مطالعه '6
- رصد لحظه نادر کیهانی؛ کشف نخستین شواهد از تولد سیاهچالهای کلانجرم10 مرداد 04مطالعه '3
ستارهی ناپدیدشده در آندرومدا، نخستین گزارش از تولد یک سیاهچاله بدون انفجار ابرنواختری نیست، اما قطعاً نزدیکترین و بهترین نمونهای است که تاکنون ثبت شده است. بهگزارش ساینتیفیکامریکن، نتایج پژوهشی تازه که به رهبری کیشالای دی، اخترفیزیکدان در دانشگاه کلمبیا منتشر شده، حاصل بازنگری در دادههای آرشیوی مأموریت نئووایز (NEOWISE) ناسا است. تیم پژوهش ستارهای به نام M31-2014-DS1 را شناسایی کردند که از سال ۲۰۱۴ شروع به درخشش کرد و تا سال ۲۰۲۲ بهطور کامل از دید تلسکوپهای فروسرخ محو شد.
کیشالای دی میگوید: «وقتی دیدم ستاره در تاریکی مطلق فرو میرود، بدنم لرزید. با توجه به اینکه احتمال رخدادن یک ابرنواختر ناکام در کهکشانهای بزرگ تنها یکبار در هر قرن تخمین زده میشد، یافتن آن در همسایگی دیواربهدیوار راه شیری، رویدادی استثنایی است.» بررسی دادههای تلسکوپ هابل و مشاهدات زمینی در سال ۲۰۲۳ نشان داد که بهجای تابشهای پرانرژی، تنها یک تودهی قرمز رنگ و کمنور در جایگاه قبلی ستاره باقی مانده است.
بهجای تابشهای پرانرژی، تنها تودهای قرمزرنگ و کمنور در جایگاه قبلی ستاره باقی مانده است
تودهی قرمز مذکور به احتمال زیاد لایههای بیرونی ستاره است که هنگام فروپاشی به فضا پرتاب شدهاند. بخش کوچکی از مواد در حین سقوط به درون سیاهچاله، پرتوهای ایکس تولید میکنند و باقیمانده، پوستهای از غبار شکل میدهد که نور درونی را جذب و تنها درخشش ضعیفی از خود ساطع میکند. دادههای جدید تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) و رصدخانه پرتو ایکس چاندرا در سال ۲۰۲۴ نیز بهخوبی با مدل پیشبینیشده همخوانی دارند.
مدلسازیهای محاسباتی تأیید میکنند که ابرنواختر ناکام M31-2014-DS1 سیاهچالهای با جرم حدود پنج برابر خورشید ایجاد کرده است. این مدل توانسته ابهامات مربوط به کاندیدای قبلی، یعنی NGC 6946-BH1 را نیز که در فاصلهای بسیار دورتر قرار داشت، توجیه کند.
بااینحال، دنیای علم همواره راه را برای چالشهای جدید باز میگذارد. اما بیسور از دانشگاه لیورپول جان مورز، با انتشار مقالهای در نشریهی Monthly Notices of the Royal Astronomical Society، تفسیر متفاوتی ارائه داده است. او معتقد است این پدیده نه لزوماً تولد یک سیاهچاله، بلکه میتواند نتیجهی ادغام دو ستاره در میان غبار باشد. بیسور تأکید میکند که پیش از تأیید نهایی، باید تمام سناریوهای ممکن برای ناپدیدشدن ستاره بهدقت بررسی و رد شوند.
زمان تنها داور نهایی پروندهی کیهانی خواهد بود. چنانچه این رویداد ناشی از ادغام دو ستاره باشد، درخشش آن در بلندمدت ادامه خواهد یافت، اما سیاهچاله در تاریکی ابدی باقی میماند. با گسترش پوستهی غبار و نازکشدن نقاب کیهانی، حقیقت بهزودی آشکار خواهد شد. نسل بعدی تلسکوپها مانند رصدخانهی ورا روبین و تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن، فرصتهای بیشماری را برای مطالعهی این پدیدهی شگفتانگیز و ورود به عصری نو در اخترفیزیک فراهم خواهند ساخت.
پژوهش در مجلهی ساینس منتشر شده است.