به گزارش خبرگزاری ایمنا، بیشتر کهکشانها در مرکز خود میزبان سیاهچالهای کلانجرم هستند؛ اجرامی که جرم آنها میتواند میلیونها یا حتی میلیاردها برابر خورشید باشد. گرانش فوقالعاده شدید این اجرام میتواند ستارههایی را که بیش از حد به آنها نزدیک میشوند، متلاشی کند، اما برخی ستارهها از نابودی کامل جان سالم به در میبرند و بارها به نزدیکی سیاهچاله بازمیگردند.
این پدیده به ستاره اجازه میدهد در هر گذر بخشی از جرم خود را از دست بدهد و بار دیگر در مدار سیاهچاله قرار گیرد. خروج این مواد و سقوط تدریجی آنها به سوی سیاهچاله، فورانهایی از نور ایجاد میکند که تلسکوپها قادر به ثبت آنها هستند.
پژوهشگران دانشگاه سیراکیوز در مطالعهای جدید که در The Astrophysical Journal منتشر شده است، تلاش کردند یکی از مهمترین معماهای این پدیده را توضیح دهند. از حدود ۱۰ سامانه شناختهشده از این نوع، در چهار مورد شدت نور فورانها پس از هر بازگشت ستاره کاهش یافته است.
در نگاه نخست، انتظار میرود هرچه ستاره در هر برخورد جرم کمتری از دست بدهد، نور حاصل نیز ضعیفتر شود، اما شبیهسازیهای پیشین نشان داده بود که این کاهش جرم لزوما به کاهش روشنایی اوج فوران منجر نمیشود.
آنان دریافتند گرانش سیاهچاله علاوه بر جدا کردن بخشی از مواد ستاره، به آن گشتاور وارد میکند و باعث میشود ستاره پس از هر برخورد سریعتر بچرخد.
افزایش سرعت چرخش، زمان بازگشت مواد جداشده به سمت سیاهچاله را کاهش میدهد و باعث میشود حتی مقدار کمتری از ماده، در مدت کوتاهتری سقوط کند؛ در نتیجه شدت اوج نور میتواند تقریباً ثابت بماند.
پژوهش جدید یک عامل دیگر را وارد محاسبات کرده است: ستارهای که پیش از نخستین برخورد نیز با سرعت بسیار زیادی میچرخیده است.
شبیهسازیها نشان میدهد چنین ستارهای در برخوردهای بعدی دیگر نمیتواند به اندازه یک ستاره کمچرخش، سرعت چرخش خود را افزایش دهد، بنابراین با کاهش تدریجی جرم ازدسترفته، سرعت بازگشت مواد نیز کاهش مییابد و فورانهای نوری پس از هر برخورد کمنورتر میشوند؛ رفتاری که با مشاهدات اخترشناسان مطابقت دارد.
اما پرسش مهم دیگری باقی میماند: چرا ستارهای که به سیاهچاله نزدیک میشود، از ابتدا چنین سرعت چرخشی بالایی دارد؟ پژوهشگران احتمال میدهند پاسخ در سازوکاری موسوم به «مکانیسم هیلز» باشد. در این فرایند، یک سامانه دوتایی متشکل از دو ستاره به سیاهچاله نزدیک میشود. گرانش سیاهچاله این جفت را از هم جدا میکند؛ یکی از ستارهها به بیرون پرتاب و دیگری در مداری بسیار نزدیک به سیاهچاله گرفتار میشود.
از سوی دیگر، ستارههای یک سامانه دوتایی بسیار نزدیک میتوانند بهصورت کشندی قفل شوند؛ یعنی سرعت چرخش هر ستاره با سرعت گردش آنها به دور یکدیگر هماهنگ شود. هرچه فاصله دو ستاره کمتر باشد، دوره مداری کوتاهتر و سرعت چرخش آنها بیشتر خواهد بود. به این ترتیب، یک فرایند واحد میتواند هم چرخش سریع ستاره و هم مدار بسیار نزدیک آن به سیاهچاله را توضیح دهد.
پژوهشگران معتقدند این یافتهها ممکن است تنها به سامانههای دوردست محدود نباشد. مکانیسم هیلز میتواند در توضیح برخی ستارههایی که اکنون در نزدیکی Sagittarius A، قرار دارند نیز نقش داشته باشد.
به این ترتیب، مطالعه ستارههایی که هر بار بخشی از جرم خود را در نزدیکی سیاهچاله از دست میدهند، نهتنها رفتار این اجرام شگفتانگیز را روشنتر میکند، بلکه میتواند سرنخهایی درباره چگونگی شکلگیری و حرکت ستارهها در نزدیکترین محیطهای کیهانی به سیاهچالههای کلانجرم در اختیار اخترشناسان قرار دهد.
نظر شما