ينظر التلسكوب إلى سواد الفضاء العميق. فجأة - يظهر وميض ضوء لامع لم يكن موجودًا من قبل. ماذا يمكن أن يكون؟ مستعر أعظم؟ نجمان كثيفان للغاية يندمجان معًا؟ ربما انفجر أشعة غاما؟
قبل خمس سنوات ، لاحظ الباحثون الذين يستخدمون تلسكوب ROTSE IIIb في مرصد ماكدونالد مثل هذا الحدث. لكن بعيدًا عن كونك انفجار نجمي سريعًا أو اندماج نجم نيوتروني ، يعتقد علماء الفلك أن هذا التوهج الصغير كان في الواقع دليلاً على وجود ثقب أسود فائق في مركز مجرة بعيدة ، ويمزق نجمًا إلى أشلاء. .
كان علماء الفلك في ماكدونالد يستخدمون التلسكوب لفحص السماء لمثل هذه الومضات الوليدة لسنوات ، كجزء من مشروع التحقق من ROTSE Supernova (SNVP). للوهلة الأولى ، بدا الحدث الذي شوهد في أوائل عام 2009 ، والذي أطلق عليه الباحثون اسم "دوجي" ، تمامًا مثل العديد من المستعرات الأعظمية الأخرى التي اكتشفوها على مدار المشروع. مع سطوع مطلق يبلغ 22.5 درجة ، يتناسب هذا الحدث بشكل مباشر مع فئة المستعرات الفائقة فائقة السطوع التي كان الباحثون على دراية بها بالفعل.
ولكن مع مرور الوقت وتدخل المزيد من البيانات حول دوجي ، بدأ علماء الفلك في تغيير رأيهم. كشفت ملاحظات الأشعة السينية التي أجراها القمر الصناعي المداري سويفت والأطياف الضوئية التي التقطها تلسكوب ماكدونالدز هوبي-إيبرلي عن منحنى ضوئي متطور وماكياج كيميائي لا يتناسب مع محاكاة الكمبيوتر للمستعرات الفائقة السطوع. وبالمثل ، لم يبدو دوجي أنه اندماج نجم نيوتروني ، والذي كان من الممكن أن يصل إلى ذروة اللمعان بسرعة أكبر بكثير مما لوحظ ، أو انفجار أشعة غاما ، والذي ، حتى في زاوية ، كان سيبدو أكثر إشراقًا في ضوء الأشعة السينية .
ولم يترك هذا خيارًا واحدًا فقط: ما يسمى "حدث اختلال المد والجزر" ، أو المذبحة والمعكرونة التي تحدث عندما يتجول النجم بالقرب من أفق الثقب الأسود. جيه كريغ ويلر ، رئيس مجموعة السوبرنوفا في جامعة تكساس في أوستن وعضو الفريق الذي اكتشف دوجي ، أوضح أنه على مسافات قصيرة ، تؤدي جاذبية الثقب الأسود إلى سحب أقوى بكثير على جانب النجم الأقرب إلى مما يفعله على الجانب الآخر من النجم. وأوضح أن "هذه المد والجزر الكبيرة يمكن أن تكون قوية بما يكفي لإخراج النجم إلى المعكرونة".
قام الفريق بتحسين نماذجهم للحدث وتوصلوا إلى استنتاج مدهش: بعد أن رسموا مادة دوجي النجمية أسرع قليلاً مما يمكنها تحملها ، أصبح الثقب الأسود "يختنق" الآن في وجبته الأخيرة. ويرجع ذلك إلى مبدأ فيزيائي فلكي يسمى حد إدينجتون ، والذي ينص على أن الثقب الأسود بحجم معين لا يمكنه إلا التعامل مع الكثير من المواد المشوشة. بعد الوصول إلى هذا الحد ، فإن أي تناول إضافي للمادة يمارس ضغطًا خارجيًا أكبر مما يمكن أن تعوضه جاذبية الثقب الأسود. هذه الزيادة في الضغط لها نوع من التأثير الارتدادي ، حيث تقوم بإلقاء المواد من قرص تراكم الثقب الأسود مع الحرارة والضوء. يمثل هذا الاندفاع من الطاقة جزءًا على الأقل من سطوع Dougie ، ولكنه يشير أيضًا إلى أن النجم المحتضر الأصلي - النجم الذي لا يختلف عن شمسنا - لم يكن يسقط دون قتال.
من خلال دمج هذه الملاحظات مع رياضيات حدود Eddington Limit ، قدر الباحثون حجم الثقب الأسود بحوالي مليون كتلة شمسية - ثقب أسود صغير إلى حد ما ، في مركز مجرة صغيرة إلى حد ما ، على بعد ثلاثة مليارات سنة ضوئية. مثل هذه الاكتشافات لا تسمح فقط لعلماء الفلك بفهم أفضل لفيزياء الثقوب السوداء ، ولكن أيضًا خصائص مجراتهم المنزلية المتواضعة غالبًا. بعد كل شيء ، قال ويلر ، "من كان يعرف أن هذا الرجل الصغير لديه ثقب أسود؟"
للحصول على لمحة محاكاة عن Dougie ، تحقق من الرسوم المتحركة المدهشة أدناه ، بإذن من عضو الفريق James Guillochon:
تم نشر البحث في عدد هذا الشهر من مجلة الفيزياء الفلكية. تتوفر طباعة مسبقة للورقة هنا.
