این فریبکار ابرنواختر به مدت 15 سال اخترشناسان را گیج کرد - تا اینکه آنها سیاهچاله ای پنهان را یافتند که از یک ستاره ناپایدار تغذیه می کرد.

رصدخانه پرتو ایکس چاندرا ناسا کشف کرده است که یک شیاد کیهانی که 27 بار به عنوان یک ابرنواختر جعلی ساخته شده و در حال شمارش است، در واقع یک ستاره داغ، درخشان و کاملا ناپایدار است که توسط یک سیاهچاله خون آشام یا ستاره نوترونی تغذیه می شود.

هنگامی که یک ستاره پرجرم به انتهای جاده می رسد و سوخت هسته ای برای نیرو دادن به واکنش های همجوشی در هسته آن تمام می شود، ستاره در یک انفجار ابرنواختری نابود می شود. این همان چیزی است که اخترشناسان فکر می‌کردند در 11 ژانویه 2012، زمانی که یک ابرنواختر را در حومه کهکشان مارپیچی NGC 4559 مشاهده کردند، که در فاصله 25 میلیون سال نوری از ما در صورت فلکی کما برنیکس قرار دارد، پیدا کردند.

با این حال، هنگامی که نور ابرنواختر محو شد، ستاره هنوز آنجا بود، فقط هر 113 روز یکبار به نور انفجار ادامه داد. مژگان آقاخانلو از دانشگاه ویرجینیا در شارلوتسویل در بیانیه‌ای گفت: «به مدت 15 سال، ستاره‌شناسان به‌طور منظم این ستاره را تماشا می‌کردند که واقعا درخشان و سپس دوباره کم‌نور می‌شود.

چندین ابرنواختر دیگر نیز در یکی دو دهه گذشته مشاهده شده اند. تا به حال، هیچ کس نمی دانست چه چیزی باعث می شود این ستاره ها به طور مکرر گریه کنند گرگ. به لطف دید پرتو ایکس چاندرا، آقاخانلو تیمی از ستاره شناسان را رهبری کرده است که فکر می کنند اکنون توضیحی را کشف کرده اند.

چگونه یک خون آشام کیهانی به عنوان یک ابرنواختر پنهان شد؟

این ابرنواختر AT 2016blu نام دارد و نوعی ستاره است که ما آن را «متغیر آبی درخشان» یا LBV می نامیم. این ستاره‌ها پرجرم‌ترین و درخشان‌ترین ستارگان در جهان هستند و ویژگی‌های شدید آنها باعث می‌شود که آنها بسیار ناپایدار باشند و با پرتاب مواد از لایه‌های بیرونی خود به فضای اطراف، دچار حملات متناوب از دست دادن جرم شوند.

با این حال، جعل یک ابرنواختر بخشی از رفتار معمول آنها نیست، بنابراین یک روش جدید برای نگاه کردن به AT 2016blu مورد نیاز بود.

نوریا تورس آلبا، عضو تیم، همچنین از دانشگاه ویرجینیا در شارلوتسویل، گفت: «برای درک علت این فوران‌ها، متوجه شدیم که به داده‌های اشعه ایکس نیاز داریم که زمان‌بندی شده باشد تا بتوانیم ستاره را در زمان فوران رصد کنیم.

به تیم آقاخانلو این فرصت داده شد تا فرمانده چاندرا در اولین فرصت یک انفجار AT 2016blu را هدف قرار دهد. این فرصت در مارس 2026 به وجود آمد.

مقایسه بین تصاویر چاندرا از 2001-2002 و 2026 در بالا، و تصاویر نوری نوری در پایین، که طغیان های فریبنده ابرنواختر و اشعه ایکس مرتبط را نشان می دهد. (اعتبار تصویر: اشعه ایکس: NASA/CXC/دانشگاه ویرجینیا/م. آقاخانلو و همکاران؛ نوری: NSF/KAIT.) چاندرا قبلا و به طور تصادفی در سال‌های 2001 و 2002 به سمت NGC 4559 نگاه کرده بود و در آن زمان متوجه هیچ چیز غیرعادی نشد. با این حال، این بار، انفجار قدرتمندی از اشعه ایکس را ثبت کرد که همزمان با یک انفجار ابرنواختر کاذب دیگر بود.

تشخیص اشعه ایکس به تیم آقاخانلو اجازه داد تا تصویری از آنچه در حال رخ دادن است جمع آوری کنند.

او گفت: «تا زمانی که نتوانیم داده‌های چاندرا را در زمان مناسب دریافت کنیم، نمی‌توانستیم بفهمیم چه چیزی باعث این اتفاق می‌شود.

مشاهدات پرتو ایکس چاندرا نشان می دهد که AT 2016blu یک همراه نادیده دارد، یک جرم فشرده و با جاذبه بالا که یا یک ستاره نوترونی است یا یک سیاهچاله با جرم ستاره ای در مداری 113 روزه بیضی شکل به دور متغیر آبی درخشان.

ستاره‌های نوترونی و سیاه‌چاله‌های با جرم ستاره‌ای، بقایای هسته ستارگان عظیمی هستند که به طور واقعی به ابرنواختر تبدیل شده‌اند، به این معنی که زمانی در AT 2016blu یک منظومه ستاره‌ای دوتایی بود.

ستاره آبی قربانی یک خون آشام کیهانی می شود

هر بار که جسم فشرده به نقطه‌ای در مدار خود می‌رسد که نزدیک‌ترین نقطه به متغیر آبی درخشان است، گرانش قدرتمند آن می‌تواند مواد را از ستاره ناپایدار بیرون بکشد. این امر زنجیره ای از رویدادها را به حرکت در می آورد که منجر به طغیان های درخشان می شود.

همانطور که ستاره دزدیده شده از ستاره زخمی و به سمت جسم فشرده کشیده می شود، یک قرص برافزایشی را تشکیل می دهد که در اطراف ستاره نوترونی یا سیاهچاله می چرخد ​​و به قدری داغ می شود که اشعه ایکس ساطع می کند. اینها اشعه ایکسی هستند که چاندرا دید.

پرتوهای ایکس بسیار زیاد هستند و به ابر مواد اطراف که سال‌ها قبل توسط متغیر آبی درخشان به بیرون پرتاب شده بودند، انرژی می‌دهند. ابر گرم می شود و در نور مرئی بسیار درخشان می درخشد و تصور یک ابرنواختر را ایجاد می کند.

ناتان اسمیت، عضو تیم، از دانشگاه آریزونا در توسان، گفت: "ما مشکوک بودیم که فلاش های تکرار شونده درخشان در طول موج های نوری ممکن است واقعا توسط انفجارهای دوره ای پرتوهای ایکس پرانرژی تغذیه شوند." گاز متراکم اطراف سیستم توسط اشعه ایکس گرم می شود و سپس در نوری می درخشد.

یک تصویر سیاهچاله ای را نشان می دهد که از یک ستاره تغذیه می کند (اعتبار تصویر: NASA/CXC/A. Hobart) محاسبات نشان می دهد که هر سال حداقل 440 میلیارد تریلیون پوند ماده توسط این جسم فشرده دزدیده می شود و احتمالا دو مرتبه بیشتر از آن. این مقدار بسیار زیاد است، اما تنها 800 میلیونم جرم خورشید است و متغیر آبی درخشان AT 2016blu حداقل 33 برابر جرم خورشید است.

با این وجود، بسیار بیشتر از حداکثر سرعت ماده ای است که یک ستاره نوترونی می تواند به طور ایمن ایجاد کند، که به آن حد ادینگتون می گویند. جای تعجب نیست که برافزایش روی جسم فشرده چنین انرژی های شدیدی را آزاد می کند.

AT 2016blu همچنین با یکی دیگر از پدیده‌های اخترفیزیکی مرموز و نادر، یعنی منابع پرتو ایکس فوق درخشان (ULX) مرتبط است. هویت هر چیزی که انرژی ULX ها را تامین می کند نامشخص است، اما دخالت اجرام فشرده مانند سیاهچاله ها و ستاره های نوترونی در این لیست بالاست.

AT 2016blu به اندازه ای روشن است که بتوان آن را یک ULX در نظر گرفت، بنابراین آیا می تواند به عنوان سنگ روزتا عمل کند که فریبکاران ابرنواختر را به ULX ها متصل می کند؟ خیلی زود است که بگوییم؛ تنها یکی دیگر از ابرنواخترهای فریبکار تا کنون مشخص شده است که دارای گسیل اشعه ایکس است که نمونه‌ای از موادی است که از یک ستاره به سرقت رفته و به یک جسم فشرده می‌افزایند، و آن SN 2010da است، اما در این مورد مشخص است که همراه، ستاره پرجرم دیگری، یک ابرغول سرخ است تا یک جرم فشرده.

تشخیص اشعه ایکس AT 2016blu در مقاله ای که روز دوشنبه (9 نوامبر) در مجله Astrophysical منتشر شد، توضیح داده شده است.