قدرتمندترین فوران سیاه‌چاله در تاریخ؛ درخشان‌تر از ۱۰ تریلیون خورشید

در پرتو نوری که ۱۰ میلیارد سال در راه بود تا به زمین برسد، اخترشناسان قدرتمندترین و دوردست‌ترین فوران انرژی‌ای را که تاکنون از یک سیاه‌چاله مشاهده شده، شناسایی کرده‌اند؛ انفجاری که در اوج خود با درخششی برابر با قدرت ۱۰ تریلیون خورشید می‌تابید.

به گزارش انتخاب و به نقل از sciencealert؛   به گفته‌ی گروهی به سرپرستی اخترفیزیک‌دان متیو گراهام از مؤسسه‌ی فناوری کالیفرنیا (Caltech)، علت این رویداد عظیم احتمالاً یک سیاه‌چاله‌ی ابرپرجرم با جرمی حدود ۵۰۰ میلیون برابر جرم خورشید بوده که ستاره‌ی بداقبالی را بلعیده است؛ ستاره‌ای که بیش از اندازه به چاه گرانشی قدرتمند در مرکز کهکشانی دور نزدیک شده بود. این ضیافت‌های مرگ‌بارِ سیاه‌چاله‌ها به نام رویدادهای گسیختگی کشندی (Tidal Disruption Events یا TDE) شناخته می‌شوند.

گراهام می‌گوید: «داده‌های انرژی‌ این جرم نشان می‌دهد که بسیار دور و بسیار درخشان است. این پدیده شبیه هیچ‌یک از هسته‌های فعال کهکشانی (AGN) نیست که تاکنون دیده‌ایم.»

این رویداد در سال ۲۰۱۸ توجه اخترشناسان را جلب کرد، زمانی که سیاه‌چاله‌ی موسوم به J2245+3743 به‌طور ناگهانی و چشمگیر در طول چند ماه ۴۰ برابر درخشان‌تر شد و در اوج خود ۳۰ برابر درخشان‌تر از دومین فوران قدرتمند AGN تا آن زمان بود؛ رویدادی که به نام «باربی ترسناک» (Scary Barbie) معروف است.

از آن زمان، درخشش J2245+3743 به‌تدریج رو به کاهش گذاشته، اما هنوز به سطح اولیه‌ی خود بازنگشته است.

تا زمان ارسال مقاله در مارس ۲۰۲۵، مقدار انرژی آزادشده در این رویداد حدود ۱۰⁵⁴ ارگ برآورد شد – معادل تبدیل کل جرم خورشید به تابش الکترومغناطیسی.

چند نوع پدیده‌ی کیهانی دیگر هم می‌توانند باعث فوران‌های ناگهانی نوری شوند که سپس به‌تدریج محو می‌شوند.

برای مثال، رکورددار فعلی به نام BOAT (مخفف Brightest of All Time یا «درخشان‌ترین در تمام زمان‌ها») نوعی فوران پرتو گاما بود که همراه با انفجار یک ابرنواختر و تولد یک سیاه‌چاله روی داد. همچنین پدیده‌ی کیلونوا که از برخورد دو ستاره‌ی نوترونی به‌وجود می‌آید نیز به‌آرامی کمرنگ می‌شود. از سوی دیگر، هسته‌های فعال کهکشانی (AGN) نیز ممکن است در اثر تغییر جریان ماده‌ی در حال سقوط به درون سیاه‌چاله، دچار نوسان در درخشندگی شوند.

هر یک از این رویدادها الگوی خاصی دارند. پس از بررسی تغییرات نور J2245+3743، گراهام و همکارانش دریافتند که ویژگی‌های نوری آن بیش از همه با یک رویداد گسیختگی کشندی (TDE) مطابقت دارد – رویدادی که در آن ستاره‌ای با جرمی حدود ۳۰ برابر خورشید بیش از اندازه به سیاه‌چاله نزدیک شده و تحت تأثیر نیروهای گرانشی عظیم از هم گسیخته است. در اطراف چنین سیاه‌چاله‌هایی، دیسکی غول‌آسا از ماده شکل می‌گیرد که در حال گردش و فرو رفتن به درون جسم مرکزی است.

جالب آن‌که همین دیسک احتمالاً دلیل جرم بالای آن ستاره نیز بوده است.

اخترشناس کِی. ای. ساویک فورد از دانشگاه شهری نیویورک می‌گوید: «چنین ستارگان پرجرمی بسیار نادرند، اما ما گمان می‌کنیم که ستارگانی که درون دیسک یک AGN قرار دارند می‌توانند رشد کنند. ماده‌ی موجود در دیسک روی ستاره‌ها می‌ریزد و باعث افزایش جرم آن‌ها می‌شود.»

با گذشت زمان، سیاه‌چاله شروع به بلعیدن باقی‌مانده‌ی آن ستاره‌ی ازهم‌پاشیده کرده است؛ در حال حاضر هنوز دو مرتبه‌ی نوری (یعنی حدود ۱۰۰ برابر) درخشان‌تر از حالت پیش از فوران است. اخترشناسان معتقدند زمانی که آخرین ذره‌ی آن ستاره نیز به ورای افق رویداد فرو رود، سیاه‌چاله به درخشندگی اولیه‌اش بازخواهد گشت.

اما بخش واقعاً شگفت‌انگیز ماجرا اینجاست: با اینکه از دید ما بیش از شش سال است که J2245+3743 درخشان‌تر از حد معمول باقی مانده، خودِ رویداد در واقع احتمالاً در بازه‌ی زمانی بسیار کوتاه‌تری رخ داده است. ما این رویداد را در حالت حرکت آهسته (slow motion) می‌بینیم، زیرا انبساط کیهان باعث کشیده‌شدن زمان می‌شود.

گراهام توضیح می‌دهد: «این پدیده را اتساع زمان کیهانی (cosmological time dilation) می‌نامند که به‌دلیل کشیده شدن فضا و زمان اتفاق می‌افتد. هرچه نور در فضای در حال انبساط حرکت می‌کند تا به ما برسد، طول موجش کشیده می‌شود – و همین‌طور زمان نیز. هفت سال برای ما معادل دو سال در آنجاست. ما در واقع شاهد بازپخش رویداد با سرعت یک‌چهارم هستیم.»

در نظر گرفتن اثر اتساع زمان اهمیت زیادی دارد، زیرا به اخترشناسان کمک می‌کند مدل دقیق‌تری از چگونگی وقوع یک رویداد گسیختگی کشندی بسازند، از جمله مدت‌زمان واقعی آن.

این یافته‌ها به دانشمندان کمک می‌کند تا رویدادهای مشابهی را که ممکن است در داده‌های گذشته پنهان مانده یا اشتباه طبقه‌بندی شده‌اند، شناسایی کنند. بازبینی اختصاصی این رویدادها و انجام مشاهدات پیگیری می‌تواند آن‌ها را از دل بایگانی بیرون آورد و آشکار کند.