دسته‌ی جدید و درخشانی از انفجارهای کیهانی کشف شده است، آنقدر قدرتمند که هر چیزی را که دانشمندان تاکنون دیده‌اند، تحت‌الشعاع قرار می‌دهند. این رویدادها که “گذراهای هسته‌ای فرین (Extreme Nuclear Transients)” یا ENT نامیده می‌شوند، زمانی رخ می‌دهند که سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم، ستاره‌های غول‌پیکر را می‌بلعند. ENTها که برای سال‌ها ادامه دارند و تا ۱۰ برابر درخشان‌تر از انفجارهای ستاره‌ای معمولی می‌درخشند، می‌توانند کلید رمزگشایی اسرار رشد سیاهچاله در کیهان اولیه باشند.
ستاره‌شناسان در مؤسسه ستاره‌شناسی (IfA) دانشگاه هاوایی، نوع جدید و چشمگیری از انفجار کیهانی را کشف کرده‌اند که هر آنچه تاکنون مشاهده شده است را تحت‌الشعاع قرار می‌دهد. این رویدادهای فوق‌العاده قدرتمند که گذراهای هسته‌ای فرین (ENT) نامیده می‌شوند، زمانی اتفاق می‌افتند که ستارگان عظیم – حداقل سه برابر جرم خورشید ما – به آرامی توسط سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم از هم پاشیده می‌شوند. یافته‌های این تیم اخیراً در مجله Science Advances منتشر شده است.
نزدیک شدن یک ستاره عظیم بدشانس به یک سیاهچاله فوق عظیم
جیسون هینکل، که این مطالعه را به عنوان آخرین بخش از تحقیقات دکترای خود در IfA رهبری کرد، گفت:
ما بیش از یک دهه است که مشاهده می‌کنیم ستارگان در رویدادهای گسیختگی جزر و مدی از هم پاشیده می‌شوند، اما این ENTها موجودات متفاوتی هستند که به درخشندگی‌هایی نزدیک به ۱۰ برابر آنچه معمولاً می‌بینیم، می‌رسند. نه تنها ENTها بسیار درخشان‌تر از رویدادهای گسیختگی جزر و مدی معمولی هستند، بلکه برای سال‌ها درخشان باقی می‌مانند و از نظر انرژی حتی درخشان‌ترین انفجارهای ابرنواختری شناخته شده را نیز بسیار فراتر می‌روند.
اگرچه ENTها بسیار نادر هستند – میلیون‌ها بار کمتر از ابرنواخترها – درخشش خیره‌کننده‌شان به دانشمندان اجازه می‌دهد تا آن‌ها را در کهکشان‌هایی در فاصله میلیاردها سال نوری شناسایی کنند. این باعث می‌شود آن‌ها ابزاری قدرتمند برای مطالعه سیاه‌چاله‌ها و کیهان دوردست باشند.
یک ستاره توسط نیروهای جزر و مدی شدید کشیده می‌شود و در نهایت در یک رویداد اختلال جزر و مدی از هم می‌پاشد.
کشف از طریق لنز گایا
یکی از چشمگیرترین ENTها مشاهده شده تاکنون، با نام Gaia18cdj، مقدار حیرت‌انگیزی انرژی آزاد کرد: ۲۵ برابر بیشتر از پرقدرت‌ترین ابرنواختر ثبت شده! تنها در یک سال، به اندازه انرژی‌ای که ۱۰۰ خورشید در کل عمر خود منتشر می‌کنند، انرژی آزاد کرد. برای مقایسه، یک ابرنواختر معمولی در همان دوره زمانی تنها با خروجی یک خورشید مطابقت دارد.
هینکل این سیگنال قابل‌توجه را با تجزیه و تحلیل داده‌های تلسکوپ فضایی گایا (Gaia) آژانس فضایی اروپا کشف کرد. آنچه توجه او را جلب کرد، تفاوت این انفجارها با فوران‌های ستاره‌ای معمولی بود. به جای محو شدن سریع طی چند هفته، این شعله‌ها برای سال‌ها به درخشش خود ادامه دادند.
هینکل گفت:
مشاهدات گایا به شما نمی‌گوید که یک رویداد گذرا چیست، فقط نشان می‌دهد که در میزان درخشش آن برای ما تغییری ایجاد شده است. اما وقتی این شعله‌های صاف و طولانی‌مدت را از مراکز کهکشان‌های دوردست دیدم، می‌دانستم که با چیز غیرعادی روبرو هستیم.
یک قرص برافزایشی در اطراف سیاهچاله تشکیل می‌شود و یک ENT گذرای هسته‌ای فرین را تغذیه می‌کند.
نه فقط یک ابرنواختر دیگر!
هینکل از سال‌ها مشاهدات سیستم هشدار نهایی برخورد سیارک‌های زمینی دانشگاه هاوایی با تلسکوپ‌های هالی‌کالا و مونا لوا، رصدخانه W. M. Keck در مائونا کیا، و سایر تلسکوپ‌ها در زمین و مدار آن برای توصیف این رویدادها استفاده کرد. محققان تأیید کردند که این‌ها ابرنواختر یا فعالیت عادی سیاه‌چاله‌ها نبودند. در عوض، به نظر می‌رسد ENTها ناشی از فرآیندی آرام‌تر و طولانی‌تر هستند: ستارگانی با جرمی چندین برابر خورشید ما که به آرامی توسط سیاه‌چاله‌ها بلعیده می‌شوند.
یک پژواک فروسرخ به ما می‌گوید که یک چنبره غبارآلود، سیاهچاله مرکزی و قرص برافزایشی تازه تشکیل‌شده را احاطه کرده است.
بنجامین شاپی، دانشیار IfA و یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت:
ENTها ابزار جدید ارزشمندی برای مطالعه سیاه‌چاله‌های عظیم در کهکشان‌های دوردست فراهم می‌کنند. از آنجا که آن‌ها بسیار درخشان هستند، می‌توانیم آن‌ها را در فواصل کیهانی وسیع ببینیم – و در نجوم، نگاه کردن به دوردست به معنای نگاه کردن به گذشته است. با مشاهده این شعله‌های طولانی‌مدت، ما بینش‌هایی در مورد رشد سیاه‌چاله‌ها در زمانی که کیهان نیمی از سن کنونی خود را داشت و کهکشان‌ها مکان‌هایی پرکار بودند – ستارگان را تشکیل می‌دادند و سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم خود را ۱۰ برابر فعال‌تر از امروز تغذیه می‌کردند – به دست می‌آوریم.
ENT تقریباً به مدت یک سال از کل خروجی ستاره‌ای کهکشان میزبان خود درخشان‌تر است.
نگاهی به کشفیات آینده
ستاره‌شناسان امیدوارند ENTها بیشتری را مشاهده کنند، که هر کدام دریچه‌ای به نیروهای قدرتمندی که کهکشان‌ها را در طول زمان کیهانی شکل می‌دهند، ارائه می‌کنند. رصدخانه‌های آینده مانند رصدخانه ورا سی. روبین و تلسکوپ فضایی رومی ناسا می‌توانند بسیاری از این رویدادهای تماشایی را کشف کنند و درک ما از فعالیت سیاه‌چاله‌ها در کیهان دوردست و اولیه را متحول سازند.
پس از گذشت بیش از یک سال، سرعت جذب به سیاهچاله کاهش می‌یابد و ENT محو می‌شود.
هینکل گفت:
این ENTها فقط پایان دراماتیک زندگی یک ستاره عظیم را نشان نمی‌دهند. آن‌ها فرآیندهای مسئول رشد بزرگترین سیاه‌چاله‌ها در کیهان را روشن می‌کنند.
