بقایای تصادف دو ستاره نوترونی توسط یک سیاه‌چاله بلعیده شد

دانشمندان برای اولین بار، پَستاب *یک گران نواختر* (کیلونُوا)، رویداد ادغام سهمگین دو ستاره نوترونی یا سیاه چاله، را کشف و شناسایی کرده اند.

ستاره شناسان اولین بار در سال ۲۰۱۷، زمانی که رصدخانه امواج گرانشی تداخل سنج لیزری پیشرفته یا لایگو (LIGO)، امواج گرانشی نشان دهنده ادغام بین ستاره های نوترونی یا سیاه چاله ها را شناسایی کرد، انفجار منبع این ادغام را کشف کردند.

چند ساعت پس از شناسایی امواج گرانشی، فوران تابش گاما، نور مرئی و فروسرخ نیز مشاهده شد.

پژوهشگرانی از چند دانشگاه آمريکا در مقاله جدیدی که در «آستروفیزیکال ژورنال لترز» (The Astrophysical Journal Letters) منتشر شده است، توضیح می دهند که رصد مداوم این ستاره های در حال ادغام (که اینک مشترکا با عنوان GW170817 شناخته می شوند ) با استفاده از رصدخانه پرتو ایکس چاندرا ناسا، چگونه توانسته است به نخستین مورد مشاهده پَستاب یک گران نواختر (کیلونوا)، یا رصدی به همان اندازه منحصربه فرد از نخستین وعده تغذیه ای یک سیاه چاله جدید منجر شود.

آپراجیتا هاجلا، دانشجوی تحصیلات تکمیلی اخترفیزیک در دانشگاه نورت وسترن و نویسنده سرپرست این مطالعه، در اظهاراتی گفت: «ما در مطالعه پیامدهای ادغام ستاره های نوترونی وارد قلمرو ناشناخته ای شده ایم.»

اگرچه روشنایی گران نواخترها (کیلونواها) به میزان ابرنواخترها نیست، ستاره شناسان پیش از این نیز پرتو سریع نور کیلونوواها را مشاهده کرده اند و بر این باورند که این پرتوهای سریع نوری، ناشی از فروپاشی عناصر رادیواکتیو تولیدشده در فرایند ادغام است. اما آشکارسازی پَستاب کیلونووا، مورد تازه ای است.

رصدخانه چاندرا نخستین بار اوایل سال ۲۰۱۸ یک تابش پرتو ایکس را از GW170817 ثبت کرد و دریافت که آن سیگنال با گذشت زمان ضعیف تر می شود، تا روشنایی پرتوهای ایکس تقریباً در اواخر سال ۲۰۲۰ بی تغییر و ثابت شد.

این الگوی کاهش گسیل پرتو ایکس پیش از تثبیت شدن در مرحله روشنایی بدون تغییر، همان چیزی است که پژوهشگران معتقد هستند نشان دهنده پَستاب (afterglow) گران نواختر (کیلونوا) است و پرتوهای ایکس براثر یک موج ضربه ای ایجاد می شود و بقایای آوار به جا مانده از فرایند ادغام را داغ می کند.

محققان خاطرنشان می کنند که برای توضیح این پرتوهای ایکس، یک توضیح جایگزین نیز میتواند مطرح باشد: «گسیل پرتو ایکس ممکن است ناشی از سقوط مواد در یک سیاه چاله تازه تشکیل باشد.»

ادغام ستاره های نوترونی اغلب به تشکیل سیاه چاله می انجامد، اما پژوهشگران بر این باورند که گسیل های مشاهده شده در مورد خاص GW170817 نشان می‌دهند که که چنین چیزی بعید است. سیاه چاله ای که از ادغام تشکیل شده باشد، باعث می شود که اندازه کیلونووا محدود و کرانمند باشد.

رصدهای بیشتر GW170817 می توانند تعیین کننده باشند. یک پَستاب ناشی از کیلونووا باید به انتشار رادیویی فزاینده و شدیدی از جسم منجر شود، در حالیکه یک سیاه چاله باید بدون انتشار رادیویی، گسیل ثابت یا رو به کاهش پرتو ایکس ثابت ایجاد کند. هر دو نتیجه برای دانشمندان جالب خواهد بود.

دکتر جو برایت، از نویسندگان این مقاله و محقق دوره پسادکتری در ستاره شناسی از دانشگاه برکلی کالیفرنیا، در اظهاراتی گفت:« این نخستین بار است که یا پَستاب یک گران نواختر (کیلونُوا)، یا موادی را که پس از رویداد ادغام دو ستاره نوترونی به درون یک سیاه چاله سقوط می کنند، مشاهده کرده ایم.»

* پَستاب (afterglow) به نوری گفته می شود که پس از ناپدید شدن منبع، باقی مانده است. مانند نور خورشید که پس از غروب آفتاب همچنان قابل آشکار سازی است.

* کیلونوا (kilonova) یک رخداد ستاره شناسی گذرا است که از سال ۲۰۱۰ مطرح شده است. کیلونواختر در اثر برخورد دو ستاره نوترونی رخ می دهد و ا آنجایی که بیش از هزار برابر یک نواختر (فوران انفجاری کوتوله سفید) انرژی تولید می کند، به نام کیلونواختر یا کیلونوا (kilonova) خوانده شده است.