کشف ستاره‌ ای که در نزدیکی یک سیاه چاله گردش می‌کند

ستاره‌شناسان به‌تازگی شواهدی از یک کوتوله‌ی سفید کشف کرده‌اند که هر ۲۸ دقیقه یک‌بار، به دور یک سیاه‌چاله گردش می‌کند. مدار این ستاره به حدی به سیاه‌چاله نزدیک است که نظیر آن تا به این لحظه مشاهده نشده است. ستاره‌شناسان می‌گویند تا به این لحظه، رقص مداری این‌چنینی میان یک ستاره و سیاه‌چاله مشاهده نکرده بودند. این ستاره‌شناسان می‌گویند کوتوله‌ی سفید تازه کشف‌شده، در گرانش سیاه‌چاله به دام افتاده است و با سرعتی سرسام‌آور به دور آن گردش می‌کند و با آن، رقص مداری دارد.

این کوتوله‌ی سفید و سیاه‌چاله، هر دو در خوشه‌ی کروی ۴۷ توکانا (47Tucanae) و در فاصله‌ی ۱۴,۸۰۰ سال نوری از زمین قرار گرفته‌اند. ستاره‌شناسان چندین سال است که از وجود این جفت (سیاه‌چاله و ستاره) آگاه هستند؛ اما تا سال ۲۰۱۵ از ماهیت آن‌ها اطلاعی نداشتند. در سال ۲۰۱۵ رصدهای رادیویی مشخص کردند که این جفت، در واقع از یک سیاه‌چاله که در حال بیرون کشیدن مواد از یک ستاره است، تشکیل شده و در این لحظه بود که ستاره‌شناسان در مورد مدار نزدیک ستاره به سیاه‌چاله حیرت‌زده شدند.

پروفسور آرش بهرامیان و کِریگ هینک، دانشیار گروه فیزیک دانشگاه آلبرتا و کانادا، رهبری یک گروه بین‌المللی برای بررسی این پدیده را بر عهده داشته‌اند. آن‌ها توانستند به کمک رصدخانه‌ی فضایی اشعه‌ی ایکس چاندارا ناسا، آرایه‌ی تلسکوپی طیف‌سنج هسته‌ای ناسا (NuSTAR) و آرایه‌ی تلسکوپی کامپکت استرالیا کشف کنند که کوتوله‌ی سفید، در فاصله‌ی بسیار نزدیکی به دور سیاه‌چاله گردش می‌کند. پروفسور آرش بهرامیان در خصوص کشف صورت گرفته می‌گوید:

این کوتوله‌ی سفید، فاصله‌ی بسیار کمی با سیاه‌چاله دارد و به همین دلیل، مواد از ستاره به بیرون کشیده می‌شوند و پیش از آن‌که توسط سیاه‌چاله بلعیده شوند، به شکل یک دیسک گردان در اطراف سیاه‌چاله جمع می‌شوند. خوشبختانه این ستاره قرار نیست به درون سیاه‌چاله کشیده شود و از بین برود و ما بر این باوریم که ستاره همچنان در مدار خود به دور سیاه‌چاله گردش خواهد کرد.

این ستاره قرار نیست به درون سیاه‌چاله کشیده شود یا توسط گرانش عظیم سیاه‌چاله تکه‌تکه شود؛ با این وجود سرنوشت نامعلومی دارد. کِریگ هینک در این خصوص می‌گوید:

سیاه‌چاله هم‌اکنون مواد را از کوتوله‌ی سفید به بیرون می‌کشد و همین امر ممکن است باعث شود در نهایت، به علت کشیده شدن بیش از حد مواد از ستاره، گونه‌ای عجیب و ناآشنا از یک سیاره شکل بگیرد. این احتمال نیز وجود دارد که کوتوله‌ی سفید، در نهایت تبخیر شود.

رصدخانه فضایی اشعه‌ی ایکس چاندرا که متعلق به ناسا است، به‌تازگی داده‌های جدیدی از این سامانه‌ی دوتایی که با نام X9 شناخته می‌شود، منتشر کرده است. چاندرا نشان می‌دهد که هر ۲۸ دقیقه یک‌بار، تغییراتی در میزان درخشش اشعه‌ی ایکس ایجاد می‌شوند و این دقیقاً مدت زمانی است که طول می‌کشد تا کوتوله‌ی سفید، یک دور کامل در مدار خود به دور سیاه‌چاله گردش کند. شاید باورش کمی سخت باشد؛ اما این ستاره با سرعت ۱۲ میلیون کیلومتر بر ساعت در مدار خود به دور سیاه‌چاله حرکت می‌کند و این حیرت‌انگیز است. داده‌های رصدخانه‌ی چاندرا نشان دادند که در اطراف کوتوله‌ی سفید، مقدار بسیار زیادی اکسیژن وجود دارد و با توجه به این اطلاعات، دانشمندان پی بردند که X9، در واقع شامل یک کوتوله‌ی سفید است که در فاصله‌ی کمی از سیاه‌چاله گردش می‌کند. فاصله‌ی این کوتوله‌ی سفید با سیاه‌چاله، حدود ۲.۵ برابر فاصله‌ی زمین و ماه تخمین زده شده است.

گرِگوری سیواکوف، استادیار گروه فیزیک دانشگاه آلبرتا، در گزارشی که منتشر شده است، این‌چنین می‌نویسد: ما در واقع برای این پدیده یک توضیح دیگر نیز داریم که احتمال آن کمتر است. ما می‌گوییم ممکن است که این سیاه‌چاله، در واقع یک ستاره‌ی نوترونی باشد که با سرعت بسیار بالایی گردش می‌کند و مواد را از کوتوله‌ی سفیدی که در نزدیکی آن قرار گرفته است، به بیرون می‌کشد. ما پیش‌تر نیز چنین سامانه‌هایی مشاهده کرده‌ایم؛ اما آن‌ها ویژگی‌های متفاوتی در مقایسه با این سامانه‌ی جدید داشتند و به همین دلیل ما گفتیم که به احتمال زیاد، این سامانه از یک کوتوله‌ی سفید و یک سیاه‌چاله تشکیل شده است و ستاره‌ی نوترونی در کار نیست. ما همچنان به بررسی X9 ادامه می‌دهیم و جفت‌های مشابه را نیز بررسی خواهیم کرد تا ببینیم کدام یک از این دو احتمال درست است.

محققان بر این باورند که این سامانه، در آینده نامزد مناسبی برای بررسی امواج گرانشی خواهد بود. سامانه‌های این‌چنینی، می‌توانند اطلاعات بیشتری در مورد سیاه‌چاله‌ها در اختیار دانشمندان بگذارند و همچنین می‌توانند در شناسایی هرچه بیشتر سامانه‌های دوتایی به ستاره‌شناسان کمک کنند.