آیا یک ستاره‌ی سرکش باعث خاموشی هاله‌ی پرتو ایکسِ یک سیاه‌چاله‌ی ابَرپرجرم دوردست شده است؟ (Courtesy: NASA/JPL-Caltech)

در طی یک دوره‌ی فقط یک‌ساله درخشندگی تاجِ پرتو ایکسِ درخشان اطراف یک سیاه‌چاله‌ی ابَرپرجرم، پیش از بازیابی درخشندگی ذاتی خود، به‌شکل قابلِ‌توجهی رو به خاموشی نهاد. گروهی از اخترشناسان بین‌المللی این رخداد را رصد کردند، گروه به سرپرستی کلودیو ریکی در دانشگاه دیِگو پورتالس در شیلی، پیشنهاد دادند که این کم‌فروغ‌شدن می‌تواند ناشی از متلاشی شدن یک ستاره‌ی سرکش دراثر نیروهای کشندی باشد. یافته‌های گروه می‌تواند به درک بهتری از چگونگی شکل‌گیری هاله‌های پرتو ایکس از ابتدا بیانجامد.

در مرکز بیشتر کهکشان‌های معمولی یک ابَرسیاه‌چاله‌ی پرجرم قرار دارد که یک هسته‌ی کهکشانی فعال (AGN) ایجاد می‌کند؛ منبع بسیار درخشانی از ماده‌ای که درحال کشیده شدن به درون سیاه‌چاله شتاب می‌گیرد، ایجاد می‌شود. معروف است که AGN میزبان هاله‌های درخشان پرتو ایکس در قرص برافزایشی درون خود است. درحالی که این فرایندهایی که طی آنها این ساختارها تشکیل می‌شوند هنوز به‌خوبی مشخص نیست، تصور می‌شود که میدان‌های مغناطیسی درهم‌تنیده‌ای واقع در نزدیکی سیاه‌چاله داشته باشند. وقتی این میدان‌ها با الکترون‌های داغ در قرص برافزایشی برهم‌کنش می‌کنند، انرژی به فوتون‌های اطراف منتقل می‌شود و پرتوهای ایکس پرانرژی تولید می‌شود.

برنامه‌ی پیمایش خودکار سراسر آسمان به‌دنبال ابرنواختر در دانشگاه اوهایو در ماه مارس سال ۲۰۱۸ یک AGN با طول ۱۰۰میلیون سالِ‌نوری به‌نام 1ES 1927+654 را آشکارسازی کرد که ۴۰برابرِ درخشندگی معمول آن در طول‌موج‌های اپتیکی و فرابنفش موج ساطع می‌کند. این باعث شد که گروه ریکی تاجِ پرتو ایکسِ جرم را برای هر تغییر بعدی از نزدیک کنترل کند. به‌این منظور آنها با استفاده از تلسکوپ NICER ناسا، واقع در ایستگاه فضایی بین‌المللی، به‌طور مرتب AGN را بررسی کردند.

افت چشمگیر

به‌دنبال رخداد درخشندگی اولیه، بررسی‌های NICER نشان داد که درخشندگی هاله‌ی AGN با ضریب ۱۰۰۰۰ طی کمتر از دو ماه کاهش یافته است. در یک مورد درخشندگی آن طی فقط ۸ ساعت با ضریب ۱۰۰ کاهش یافت. سپس بعد از رسیدن به کم‌فروغ‌ترین نقطه طی ۲۰۰ روز پس از اولین رصد اپتیکی در ماه مارس، درخشندگی تاج به‌طور پیوسته افزایش یافت؛ و تقریبا طی ۳۰۰ روز از آغاز رخداد به سطح پیش از انفجار رسید؛ که نشانه‌ی این است که ساختار درحال شکل‌گیری است.

اخترشناسان تاکنون تصور می‌کردند که چنین چیزی فقط می‌تواند طی هزاران یا حتی میلیون‌ها سال رخ دهد، کار گروه ریکی باعث ارائه‌ی نظریه‌ی جدیدی شده است. محاسبات آنها نشان می‌دهد ستاره‌ای که زیادی به سمت سیاه‌چاله منحرف شده و به‌واسطه‌ی گرانش آن پاره‌پاره شده می‌تواند باعث شروع چنین رخدادی شود.

پس از آن ممکن است بقایای ستاره‌ای باعث به‌هم کوبیده‌شدن مواد درون قرص برافزایشی داخل AGN شده و به‌طور ناگهانی در سیاه‌چاله می‌افتند. این کار باعث خرابی خطوط میدان مغناطیسی به‌هم‌تنیده می‌شود که باعث خاموشی ناگهانی منبع تغذیه‌ای می‌شود که تاج پرتو ایکس را پیش‌می‌راند. پس از آن مواد درون قرص دوباره پر می‌شود و تاج پرتو ایکس دوباره بازمی‌گردد.

اگر این نظریه درست باشد، معانی مهمی در درک اخترشناسان از چگونگی تشکیل تاج‌های AGN درپی خواهد داشت؛ که نشان‌دهنده‌ی این است که فقط میدان‌های مغناطیسی در شعاع اختلالی کشندی آنها می‌تواند عامل ایجاد چنین ساختاری باشد. اکنون گروه ریکی به کار کنترل 1ES 1927+654 برای بررسی تغییرات در درخشنگی آن ادامه خواهد داد که آنها را قادر می‌سازد پیش‌بینی‌های بعدی خود را محدود کنند.

نویسنده: Sam Jarman، نویسنده‌ی علمی در انگلیس.

منبع: https://physicsworld.com/a/colliding-star-may-have-switched-off-black-holes-x-ray-corona/