سیاهچاله‌ای غول‌پیکر با سرعت چرخش نصف سرعت نور

* پسمانده‌های به جا مانده از ستاره‌ای که به تازگی توسط یک سیاهچاله بلعیده شده بود به دانشمندان در اندازه‌گیری سرعت چرخش این هیولا کمک کرد، و نتیجه مبهوت‌کننده بود.

این ابرسیاهچاله که با نام ای‌اس‌ای‌اس‌اس‌ان- ۱۴ال‌آی (ASASSN-14li) شناخته می‌شود دارد با سرعت دستکم ۵۰ درصد سرعت نور می‌چرخد.

این برداشت هنری منطقه‌ای پیرامون سیاهچاله را پس از آن که ستاره‌ای سرگردان را از هم گسیخت نشان می‌دهد. بخشی از پسماندهای ستاره وارد یک قرص درخشانِ پرتو ایکس، که مواد پیش از گذشتن از افق رویداد در آن می‌چرخند شده. لکه‌ی کشیده‌ در تصویر نشانگر یک منطقه‌ی درخشان در قرص است که با چرخش خود باعث تغییرات منظم در تابش پرتو ایکس شده و به دانشمندان امکان می‌دهد نرخ چرخش سیاهچاله را اندازه بگیرند

یکی از نویسندگان این پژوهش، رون رمیلارد از ام‌آی‌تی می‌گوید: «افق رویداد این سیاهچاله ۳۰۰ برابر بزرگ‌تر از زمین است.» (افق رویداد یک سیاهچاله محدوده‌ای پیرامون آنست که هیچ چیز، حتی نور هم اگر از آن بگذرد دیگر توان بازگشت نخواهد داشت.)

رمیلارد می‌افزاید: «با وجود چنین چرخش سریعی، یک دور چرخش این سیاهچاله حدود دو دقیقه زمان می‌برد- مقایسه کنید با سرعت چرخش ۲۴ ساعته‌ی زمین.»

ای‌اس‌ای‌اس‌اس‌ان- ۱۴ال‌آی در قلب کهکشانی در فاصله‌ی ۲۹۰ میلیون سال نوری زمین لانه کرده و چیزی میان ۱ میلیون تا ۱۰ میلیون برابر خورشید جرم دارد. پس تقریبا هم‌جرم سیاهچاله‌ی مرکز کهکشان راه شیری است، سیاهچاله‌ی کمان ای* که حدود ۴ میلبیون بار پرجرم‌تر از خورشید است (ابرسیاهچاله‌ها می‌توانند بسیار پرجرم‌تر بوده و گاهی تا ده‌ها میلیارد برابر خورشید هم برسند.)

ای‌اس‌ای‌اس‌اس‌ان- ۱۴ال‌آی در نوامبر ۲۰۱۴، زمانی یافته شد که ستاره‌ای که بیش از اندازه به آن نزدیک شده بود را پاره پاره کرد. این رویداد چشمگیر [رویداد گسیخت کشندی-م] درخششی پدید آورد که توسط سامانه‌ی ASASSN روی زمین دریافت شد [درباره‌ی این رویداد اینجا هم خوانده بودید: * داستان مرگ دلخراش یک ستاره در چنگ یک سیاهچاله].

در این پژوهش تازه گروهی از دانشمندان به رهبری دیراج پاشام از ام‌آی‌تی پرتوی ایکسی که از ای‌اس‌ای‌اس‌اس‌ان- ۱۴ال‌آی می‌آمد را زیر نظر گرفتند. آنها اده‌هایی که به کمک چندین دستگاه، از جمله رصدخانه‌ی پرتو ایکس چاندرا و تلسکوپ فضایی سویفت ناسا، و همچنین فضاپیمای اروپایی ایکس‌ام‌ام-نیوتن گرد آمده بود بررسی کردند.

این داده‌ها یک سوسو زدن پایدار را نشان می‌دادند: پرتوی ایکسی که از ای‌اس‌ای‌اس‌اس‌ان- ۱۴ال‌آی دریافت می‌شد هر ۱۳۱ ثانیه کاهش و افزایش می‌یافت. به گفته‌ی اعضای گروه، این سیگنال منظم به احتمال بسیار از یک توده‌ی به جا مانده از ستاره‌ی مرده می‌آید که دارد در جایی بسیار نزدیک به افق رویداد سیاهچاله به گرد آن می‌چرخد.

دانشمندان با بهره از چند دستگاه و تلسکوپ توانستند سامانه‌ی ابرسیاهچاله‌ی ای‌اس‌ای‌اس‌اس‌ان- ۱۴ال‌آی را بررسی کرده و نرخ چرخش آن را اندازه بگیرند، یک ویژگی بنیادین که اندازه‌گیری‌اش برای اخترشناسان دشوار بوده

پاشام می‌گوید: «این واقعیت که می‌توانیم گردشِ چشمه‌ی پرتو ایکس پیرامون سیاهچاله را ببینیم به ما امکان می‌دهد تا سرعت چرخش مواد در قرص را اندازه بگیریم. از این راه می‌توانیم از چرخش خود ابرسیاهچاله آگاه شویم.» سرعت این چرخش شگفت‌انگیزست ولی بی‌سابقه نیست. چند ابرسیاهچاله‌ی دیگری که تاکنون چرخششان اندازه گرفته شده نیز سرعتی در همین حدود داشته‌اند، به طور کلی میان ۳۳ درصد تا ۸۴ درصد سرعت نور.

یافته‌های این پژوهش می‌تواند در بهتر شناختن چگونگی فرگشت ابرسیاهچاله‌ها به اخترشناسان کمک کند.

پاشام می‌گوید این هیولاها از دو راه عمده می‌توانند رشد کنند: با ادغام‌هایی در مقیاس کهکشانی، و یا با برافزایش پیوسته‌ی توده‌های کوچک‌ترِ مواد پیرامونشان. چرخش آهسته‌تر نشانگر راه نخست -ادغام‌های کهکشانی- است، زیرا این برخوردهای کتره‌ای احتمالا نمی‌توانند چرخشِ سیاهچاله‌ی رو به رشد را در یک جهت نگه دارند.

پاشام می‌افزاید ولی «اگر سیاهچاله‌ای، ابرسیاهچاله‌ای، با چرخش سریع داشته باشیم این به ما می‌گوید که احتمالا برافزایش پیوسته دلیل اصلی رشد آن بوده.»

گزارش این پژوهشگران در شماره‌ی برخطِ نشریه‌ی ساینس منتشر شده و پیش‌چاپ‌ آن در تارنمای arXiv در دسترس است.

--------------------------------------------

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

supermassive black hole - ASASSN-14li - black hole - event horizon - Earth - Ron Remillard - Massachusetts Institute of Technology - MIT - planet - Sagittarius A* - All-Sky Automated Survey for Supernovae - Dheeraj Pasham - X-ray - NASA - Chandra X-ray Observatory - Neil Gehrels Swift - European Space Agency - XMM-Newton - galaxy-scale merger - accreting - Science - arXiv

منبع: Space.com

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان