یکی از پدیدههای عجیبی که دانشمندان در سالهای اخیر با آن روبرو شدهاند، انفجارهای آبی کیهانی مرموزی و کوتاهمدتی هستند که نوری فوقالعاده قوی دارند. پدیده مرموزی که اخیرا به یک کشف بزرگ منتهی شده: «این نور حاصل انفجار ستارهای نیست؛ بلکه نتیجه تکهتکه شدن یک ستاره عظیم توسط سیاه چاله هاست.»
کشف پدیدهای مروز با فاصله میلیاردها سال نوری
بهدنبال انفجارهای درخشان و آبیرنگی که در نقاط دوردست کهکشان دیده میشوند، دانشمندان به کفش یک پدیده جدید یعنی دریده شدن ستارهها توسط سیاهچالهها رسیدهاند. به گفته پژوهشگران، مقدار انرژی آزادشده در این انفجارها فراتر از چیزی است که یک ستاره در زمان انفجار خود تولید میکند. به همین دلیل، نمیتوان آن را انفجار ساده یک ستاره تصور کرد. کشف درخشانترین جرم کیهانی از این نوع در فضا، به دانشمندان کمک کرده تا علت انفجارهای آبی و پرقدرت کیهانی را شناسایی کنند.
در مرکز این شناسایی سیگنالی از یک پدیده خارقالعاده بهنام «گذر نوری آبی سریع و درخشان» (LFBOT) با نام AT 2024wpp قرار دارد. پدیدهای که نخستین بار در سال 2024 مشاهده شد. درواقع این سیگنال به دانشمندان نشان داده که LFBOTها یا انفجارهای کوتاهمدت و مرموز کیهانی، نتیجه رویدادهای شدید گسست کشندی (TDE) هستند. رویدادهایی که که در آن یک سیاهچاله با جرمی حدود ۱۰۰ برابر خورشید، ستاره نزدیک به خود را تنها در عرض چند روز بهطور کامل تکهتکه میکند.
تا امروز بیشتر از دوازده مورد LFBOT کشف شده است، پدیدهای که بروز و علت آن حدود یک دهه اخترشناسان را سردرگم کرده بود. پیش از کشف این پدیده، علت این انفجارها را به پدیدههایی مانند ابرنواخترهای عجیب در حال انفجار یا بلعیدهشدن گازهای میانستارهای توسط سیاهچالهها نسبت میدادند؛ دلایلی که هیچکدام توضیح کاملی برای انفجارهای آبی کیهانی ارائه نمیدادند.
علت نامگذاری انفجارهای آبی کیهانی
انفجارهای آبی و مرموز کیهانی به دلایل مختلفی LFBOT نام گرفتهاند؛ این انفجارها بسیار درخشان هستند، از فاصلههای میلیاردها سال نوری دیده میشوند، نور پرانرژی در محدوده آبی، فرابنفش و پرتو ایکس تولید میکنند و تنها چند روز دوام دارند. نخستین نمونه از این انفجارها در سال ۲۰۱۴ مشاهده شد، اما حدود 4 سال طول کشید تا یکی از آنها با جزئیات کافی بررسی شود.
یکی از معروفترین نمونههای این پدیده، رویدادی در سال ۲۰۱۸ بود که به نام AT 2018cow معرفی شد و لقب «گاو» برای آن در نظر گرفته شد. پس از آن، نمونههای دیگری از پدیده LFBOT نیز رخ داد که با نامهای غیررسمی مانند «کوالا» برای پدیده ZTF18abvkwla، «شیطان تاسمانی» یا AT 2022tsd و «سهره» برای AT 2023fhn معرفی شدند. پدیده AT 2024wpp هنوز لقب مشخصی ندارد، اما پژوهشگران نام «زنبور» را انتخابی مناسب برای آن میدانند.
چرا انفجارهای مرموز کیهانی یک انفجار ستارهای نیست؟
دانشمندان با بررسی AT 2024wpp به این نکته پی بردند که این رویداد حدود ۱۰۰ برابر یک ابرنواختر معمولی انرژی آزاد کرده است. چنین انرژی عظیمی با انفجار یک ستاره عادی مشابه نیست. زیرا برای تولید آن، ستاره باید بخش بزرگی از جرم خود را براساس رابطه انرژی/جرم انیشتین (E=mc^2) تنها در طول چند هفته به انرژی تبدیل کند. این تیم در ادامه مشاهدات خود در مورد انفجارهای مرموز کیهانی AT 2024wpp، مقدار قابل توجهی نورفروسرخ در محل این پدیده کشف کردند. موردی که پیش از این تنها در پدیده AT 2018cow مشاهده شده بود و در انفجارهای معمول ستارهای دیده نمیشود.
ناتالی لبارون، یکی از اعضای تیم اکتشاف انفجارهای آبی کیهانی از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، در بیانیهای گفت: «میزان انرژی تابشی این انفجارها بهحدی زیاد است که نمیتوان آنها را با فروپاشی هستهای یک ستاره یا هر نوع انفجار ستارهای دیگری تامین کرد. درواقع، پیام اصلی AT 2024wpp این است که فرضیه اولیه درباره علت این انفجارها اشتباه بوده و این پدیده بهطور حتم، تنها یک ستاره در حال انفجار نیست.»
آیا همه گسستها به LFBOT منتهی میشوند؟
رویدادهای TDE جزو پدیدههای نسبتا رایج در کهکشان هستند و زمانی رخ میدهند که ستارگان بیش از اندازه به سیاهچالههای گرسنه نزدیک شده و به اصطلاح «اسپاگتیوار» به سمت سیاهچاله کشیده شوند. بهگونهای که شبیه به ماکارونی دور یک چنگال، به دور سیاهچاله میپیچند. بااینحال، همه گسستها به LFBOT تبدیل نمیشوند و همین سوال اصلی را ایجاد میکند: چه چیزی این TDEهای خاص را متمایز میکند؟
براساس نظر تیم پژوهشی این رویدادها، در گسست مرتبط با AT 2024wpp، سیاهچاله برای مدت طولانی بهصورت انگلی از یک ستاره همراه تغذیه کرده است. این موضوع باعث شده سیاهچاله بهطور کامل در پوستهای کروی از ماده محصور شود؛ پوستهای که آنقدر از سیاهچاله دور است که نمیتواند توسط آن بلعیده شود.
بااینحال، ستاره همراه بهاندازه کافی به سیاهچاله نزدیک میشود و تحت تاثیر گرانش شدید آن شکل مارپیچی به خود میگیرد. درنتیجه، مواد تازه ستارهای با موادی برخورد میکنند که سیاهچاله تا آن زمان درحال تغذیه از آنها بوده است. این برخورد باعث تولید پرتو ایکس، فرابنفش و نور آبی مرئی شده و در نهایت بهصورت AT 2024wpp دیده میشود.
امواج رادیویی نیز زمانی ایجاد میشوند که مواد اطراف سیاهچاله به سوی قطبهای آن هدایت شده، تا حدود ۴۰ درصد سرعت نور شتاب میگیرند و بهصورت فوارهای پرتاب میشوند. طبق برآورد تیم اکتشاف انفجارهای آبی کیهانی، ستارهای که در این رویداد متلاشی شده، جرمی حدود ۱۰ برابر خورشید داشته و یک ستاره بسیار تکاملیافته و نزدیک به پایان عمر خود بوده که «ولف–رایه یا Wolf-Rayet» نامیده میشود.
براساس نظر تیم پژوهشی، چنین ستارههایی در کهکشانهای فعال ستارهساز، مانند کهکشانی که AT 2024wpp در فاصله ۱.۱ میلیارد سال نوری از آن فوران کرده، رایج هستند. چنین اکتشافاتی نشاندهنده این موضوع هستند که ستارهها تنها راهنمای جهتیابی در طبیعت نیستند و دنیای ناشناخته آنها فراتر از ذهن محدود ماست.
