دانشمندان به تازگی و به طور کاملاً تصادفی، بزرگترین انفجار کیهانی مشاهده شده از زمان «مه‌بانگ» را ثبت کرده‌اند. این کشف خیره‌کننده که توسط تلسکوپ فضایی «گایا» صورت گرفته، پدیده‌هایی با درخشندگی بی‌سابقه و انرژی فراتر از هر ابرنواختری را آشکار ساخته که ناشی از بلعیده شدن ستارگان عظیم توسط سیاه‌چاله‌های پرجرم هستند. این رویدادهای جدید، که “نوسان‌های هسته‌ای شدید” (ENTs) نام‌گذاری شده‌اند، دریچه‌ای نو به درک رشد سیاه‌چاله‌ها در کیهان گشوده‌اند.
نوسان‌های هسته‌ای شدید (ENTs): فراتر از تصور
تلسکوپ نقشه‌برداری «گایا» که وظیفه اصلی آن نقشه‌برداری سه‌بعدی از کهکشان راه شیری است، به طور اتفاقی افزایش‌های ناگهانی و شدید در درخشندگی را از اعماق کهکشان‌های دوردست ثبت کرد. این شعله‌های نور، نه تنها درخشندگی بی‌نظیری داشتند، بلکه مدت زمان بیشتری از آنچه قبلاً شناخته شده بود، باقی ماندند. میزان انرژی آزاد شده در این انفجارها، معادل انرژی منتشر شده توسط ۱۰۰ خورشید در طول عمر ترکیبی آن‌هاست.
تحلیل این نورهای خیره‌کننده، ستاره‌هایی را فاش کرد که توسط سیاه‌چاله‌ها تکه‌تکه می‌شوند. اما تفاوت اینجاست: این ستارگان حداقل سه برابر جرم خورشید بوده‌اند و هر ابرسیاه‌چاله نیز غولی پرجرم در مرکز کهکشان ستاره مادر بوده است. جیسون هینکل، اخترفیزیکدان مؤسسه اخترشناسی دانشگاه هاوایی (IfA)، توضیح می‌دهد: “ما بیش از یک دهه است که ستاره‌هایی را که توسط ‘رویدادهای اختلال جزر و مدی’ (TDE) تکه‌تکه می‌شوند، مشاهده کرده‌ایم، اما این ENTها پدیده‌های متفاوتی هستند که به درخشندگی نزدیک به ۱۰ برابر بیشتر از آنچه معمولاً می‌بینیم، می‌رسند.”
وی افزود که ENTها نه تنها از نظر درخشندگی بسیار بیشتر از TDEهای عادی هستند، بلکه برای سال‌ها روشن می‌مانند و انرژی تولیدی آن‌ها حتی فراتر از روشن‌ترین انفجارهای ابرنواختری شناخته شده است.
مکانیسم اختلال جزر و مدی و نقش «گایا»
«رویداد اختلال جزر و مدی» (TDE) پدیده‌ای است که زمانی رخ می‌دهد که نیروهای گرانشی یک سیاه‌چاله بر جاذبه داخلی یک ستاره غلبه کرده و آن را در هم می‌شکند. این فرآیند با انتشار خیره‌کننده نور و انرژی همراه است. تلسکوپ‌هایی با میدان دید وسیع به دنبال این “فریادهای مهیب روشنایی” هستند. اخترشناسان تا کنون موفق به مشاهده تعداد محدودی از TDEها شده‌اند.
تلسکوپ فضایی «گایا» که عمدتاً برای نقشه‌برداری دقیق از ستارگان کهکشان راه شیری طراحی شده بود، گاهی توانست فراتر از مأموریت خود عمل کند. طی بررسی داده‌های «گایا»، هینکل و همکارانش دو رویداد عجیب را کشف کردند: «گایا۱۶aaw» که در سال ۲۰۱۶ ثبت شد و «گایا۱۸cdj» در سال ۲۰۱۸. این رویدادها شبیه به یک پدیده نادر دیگر به نام “باربی ترسناک” (Scary Barbie) بودند، اما با مقیاسی بسیار بزرگ‌تر.
قدرت بی‌نظیر ENTها و نادر بودن آن‌ها
هینکل و تیمش به دنبال تعیین علت این رویدادها رفتند. آن‌ها توضیح دادند که یک ابرنواختر معمولاً به اندازه نوری که خورشید در طول عمر ۱۰ میلیارد ساله‌اش آزاد می‌کند، نور منتشر می‌کند، اما خروجی یک «ENT» با خروجی مجموع ۱۰۰ خورشید در طول عمر آن‌ها قابل مقایسه است.
یافته‌های پژوهشگران نشان داد که ویژگی‌های رویدادهای «ENT» با «TDEها» سازگار است، اما با شدت و پایداری بسیار بیشتر. نکته مهم این است که «ENTها» به طرز فوق‌العاده‌ای نادر هستند؛ این تیم محاسبه کرده که حدود ۱۰ میلیون برابر کمتر از ابرنواخترها رخ می‌دهند.
ابزاری جدید برای درک رشد سیاه‌چاله‌ها
ابرسیاه‌چاله‌های پرجرم، میلیون‌ها تا میلیاردها برابر جرم خورشید هستند و دانشمندان هنوز تصویر روشنی از چگونگی رشد آن‌ها ندارند. بنجامین شاپی، اخترفیزیکدان از IfA، می‌گوید: “ENTها ابزار جدید و با ارزشی برای مطالعه ابرسیاه‌چاله‌ها در کهکشان‌های دوردست را فراهم می‌کنند، زیرا آن‌ها بسیار درخشان هستند و ما می‌توانیم آن‌ها را در فواصل کیهانی گسترده‌ای مشاهده کنیم.”
این پدیده‌های نادر، پنجره‌ای به گذشته کیهان باز می‌کنند، چرا که “در اخترشناسی، نگاه به دوردست به معنی نگاه به گذشته در زمان است.” شاپی خاطرنشان کرد: “با مشاهده این شراره‌های طولانی‌مدت، بینش‌هایی درباره رشد سیاه‌چاله‌ها در دورانی معروف به «ظهر کیهانی» (cosmic noon) کسب می‌کنیم. در آن زمان، جهان تنها نیمی از سن فعلی‌اش را داشت و کهکشان‌ها مکان‌های رویدادی بودند.”
این مطالعه مهم در مجله معتبر Science Advances منتشر شده است. کشف ENTها، نه تنها مرزهای دانش ما را درباره انفجارهای کیهانی گسترش می‌دهد، بلکه ابزاری قدرتمند برای کشف رازهای بزرگترین اجرام کیهانی و تکامل آن‌ها در طول تاریخ کیهان فراهم می‌آورد.
