نجم ضخم دمره ثقب أسود هائل

• عملاق الثقب الأسود دمر نجمًا ضخمًا على بعد 290 مليون سنة ضوئية وألقى شظاياه في الفضاء.
• ناساقام مرصد شاندرا للأشعة السينية التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ومرصد XMM-Newton التابع لوكالة الفضاء الأوروبية بالبحث عن معلومات حول أعقاب الحدث.
• تكشف بيانات الأشعة السينية عن الوفرة النسبية للنيتروجين مقارنة بالكربون في حقل الحطام النجمي هذا.
• بالمقارنة مع النماذج، تم تدمير نجم تبلغ كتلته ثلاثة أضعاف كتلة الشمس في واحدة من أكبر “أحداث اضطراب المد والجزر” المعروفة.

باستخدام مرصد شاندرا للأشعة السينية التابع لناسا، ومرصد XMM-Newton التابع لوكالة الفضاء الأوروبية وتلسكوبات أخرى، اكتشف علماء الفلك أن ثقبًا أسود هائلًا دمر نجمًا ضخمًا وقام بتناثر محتوياته في الفضاء. ومن خلال تحليل تفاصيل بيانات الأشعة السينية، تمكن الفريق من تقدير الكمية النسبية للنيتروجين مقارنة بالكربون بعد هجوم الجاذبية هذا. تزود هذه العناصر الباحثين بأدلة قيمة حول نوع النجم الذي مات.

تمثيل فني للحدث

رسم توضيحي للفنان (في أعلى هذه المقالة) يبعث الحياة “ظاهرة اضطراب الأمواج“(TDE)، المسمى ASASSN-14li، هو محور الدراسة الأخيرة. عندما يقترب النجم كثيرًا من الثقب الأسود الهائل في النظام، فإن قوة الجاذبية القوية تمزق النجم. تصور هذه الصورة الفنانة آثار هذا الدمار. وبعد أن تمزق النجم، سقط بعض غازه (الأحمر) في الثقب الأسود، تاركًا وراءه بعضًا. تم طرد جزء من الغاز في الهواء (اللون الأزرق).

تحليل المكونات

استخدم العلماء طيف الأشعة السينية -أي مخطط سطوع الأشعة السينية مقابل الطول الموجي- من تشاندرا وXMM لدراسة العناصر الموجودة في هذه الرياح. يظهر طيف تشاندرا في الشكل الداخلي، حيث تكون البيانات باللون الأزرق (خطوط متقطعة) وتكون حالات عدم اليقين في كل نقطة بيانات عبارة عن خطوط عمودية زرقاء. يتم إعطاء عينة من الطيف باللون الأحمر، مع تسليط الضوء على اكتشاف النيتروجين من الانخفاض في الطيف وعدم اكتشاف الكربون بسبب عدم وجود الانخفاض.

طيف الأشعة السينية، شاندرا. المصدر: ناسا/CXC/جامعة ميشيغان/J. ميلر وآخرون؛ حقوق الصورة: ناسا/CXC/M.Weiss

توفر كمية النيتروجين والحد الأقصى لكمية الكربون التي يمكن أن تفلت من الكشف قيمة دنيا للنسبة بين النيتروجين والكربون المتوافقة مع البيانات. وتشير هذه القيمة إلى أن كتلة النجم المجزأ في ASASSN-14li تبلغ حوالي ثلاثة أضعاف كتلة الشمس. هذا من شأنه أن يجعله أحد أكبر النجوم التي تم تدميرها في TDE.

السياق التاريخي والآثار المستقبلية

تم اكتشاف ASASSN-14li لأول مرة بواسطة التلسكوبات الأرضية في نوفمبر 2014، مما يجعله أقرب TDE إلى الأرض منذ عقد من الزمن. وفي السنوات التي تلت ذلك، رصدت العديد من التلسكوبات، بما في ذلك تشاندرا، النظام.

بالإضافة إلى الحجم غير المعتاد للنجم المدمر والقدرة على إجراء تحليلات جنائية مفصلة عليه، فإن ASASSN-14li مثير لما يعنيه للدراسات المستقبلية. رصد علماء الفلك نجومًا متوسطة الكتلة مثل ASASSN-14li في مجموعة من النجوم بها ثقب أسود هائل في وسط مجرتنا. وبالتالي، فإن القدرة على تقدير الكتل النجمية للنجوم المضطربة مديًا تمنح علماء الفلك طريقة لاكتشاف وجود مجموعات نجمية حول الثقوب السوداء فائقة الكتلة في المجرات البعيدة.

حتى هذه الدراسة، كان هناك احتمال قوي بأن العناصر التي تظهر في الأشعة السينية قد تكون جاءت من الغاز المنبعث في انفجارات سابقة من الثقب الأسود الهائل. ومع ذلك، يبدو أن شكل العناصر التي تم تحليلها هنا يأتي من نجم.

ملحوظة: جون م. ميلر، برينا موغلر، إنريكو راميريز رويز، بول أ. دراجيس، جيريمي ج. دريك، جون ريموند، مارك د. “دليل على وجود اضطراب نجمي كبير في طيف الأشعة السينية لـ ASASSN-14li” بقلم وآخرون. رينولدز، تشين شيانغ، سول بن يون، وعبد الرحمن شكبي، 21 أغسطس 2023، ال رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.
دوى: 10.3847/2041-8213/ace03c

وقد تم نشر ورقة تصف هذه النتائج رسائل مجلة الفيزياء الفلكية. الكاتب جون م. ميلر (جامعة ميشيغان، آن أربور)، برينا موكلر (مراصد كارنيجي)، إنريكو راميريز رويز (جامعة كاليفورنيا، سانتا كروز)، بول دراجيس (جامعة ميشيغان)، جيريمي دريك (مركز الفيزياء الفلكية). | هارفارد وسميثسونيان)، جون ريموند (CFA)، ومارك رينولدز (جامعة ميشيغان)، وتشين شيانغ (جامعة ميشيغان)، وسول بن يون (جامعة ميشيغان)، وعبد الرحمن تشوغبي (جامعة ميريلاند).

يدير مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا برنامج تشاندرا. يتحكم مركز شاندرا للأشعة السينية التابع لمرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في العمليات العلمية من كامبريدج، ماساتشوستس وعمليات الطيران من بيرلينجتون، ماساتشوستس.