دانشمندان در فاصلهی ۲٫۵ میلیون سال نوری از زمین، شاهد رویدادی شگفتانگیز در همسایهی مارپیچی ما بودهاند. نکتهی خیرهکننده در این کشف، دقیقاً همان چیزی است که دیده نمیشود؛ ستارهای عظیم بهجای آنکه طبق سنت کیهانی با انفجاری درخشان در قالب ابرنواختر به کار خود پایان دهد، بهسادگی در خلأ ناپدید شده است.
سناریوی «اکنون هست و ناگهان نیست»، برخلاف تصور، شعبدهبازی کیهانی محسوب نمیشود؛ بلکه به نظر میرسد تولد سیاهچالهای درست در برابر چشمان تیزبین تلسکوپها رخ داده است. این دیدن احتمالاً نمادی از یک ابرنواختر ناکام است؛ یافتهای بسیار ارزشمند که میتواند به یکی از پرسشهای بنیادین علم پاسخ دهد. با وجود دستاوردهای اخیر در مطالعات سیاهچاله و تحول در درک ما از این اجرام مرموز، هنوز هیچکس بهطور دقیق نمیداند آنها چگونه و در چه لحظهای شکل میگیرند.
رصد لحظهی لاگآوت سیاهچاله از دل ستارهای در حال مرگ، همان حلقهی مفقودهای است که دانشمندان برای تغییر معادلاتشان بدان نیاز دارند. ستارهشناسان میدانند ستارههایی با جرم هشت برابر خورشید یا بیشتر، پس از اتمام سوخت هستهای در قلب خود، تحتتأثیر وزن عظیمشان فرو میپاشند. لایههای بیرونی به درون میریزند و هسته را به گویی چگال از نوترونها به اندازهی یک شهر تبدیل میکنند.
در حالت عادی، امواج شوک عظیم به سمت بیرون پرتاب میشود و با رسیدن به سطح، انفجار ابرنواختری رخ میدهد. اما در ستارههای بسیار پرجرم، گاهی موج شوک به دلایلی نامشخص فروکش میکند و شکست میخورد. در این وضعیت، ستاره به ظاهر سالم میماند تا زمانی که گرانش پیروز شود و یک فروپاشی توقفناپذیر، سیاهچالهای را جایگزین ستاره میکند.
ستارهی ناپدیدشده در آندرومدا، نخستین ریپورت از تولد یک سیاهچاله بدون انفجار ابرنواختری نیست، اما قطعاً نزدیکترین و بهترین نمونهای است که تاکنون ثبت شده است. بهریپورت ساینتیفیکامریکن، نتایج پژوهشی تازه که به رهبری کیشالای دی، اخترفیزیکد برنامهان در دانشگاه کلمبیا منتشر شده، حاصل بازنگری در دادههای آرشیوی مأموریت نئووایز (NEOWISE) ناسا است. تیم پژوهش ستارهای به نام M31-2014-DS1 را شناسایی کردند که از سال ۲۰۱۴ شروع به درخشش کرد و تا سال ۲۰۲۲ بهطور کامل از دید تلسکوپهای فروسرخ محو شد.
کیشالای دی میگوید: «وقتی دیدم ستاره در تاریکی مطلق فرو میرود، بدنم لرزید. چون، با در نظر گرفتن اینکه احتمال رخدادن یک ابرنواختر ناکام در کهکشانهای بزرگ تنها یکبار در هر قرن تخمین زده میشد، یافتن آن در همسایگی دیواربهدیوار راه شیری، رویدادی استثنایی است.» بررسی کردن دادههای تلسکوپ هابل و مشاهدات زمینی در سال ۲۰۲۳ نشان داد که بهجای تابشهای پرانرژی، تنها یک تودهی قرمز رنگبندی و کمنور در جایگاه قبلی ستاره باقی مانده است.
بهجای تابشهای پرانرژی، تنها تودهای قرمزرنگبندی و کمنور در جایگاه قبلی ستاره باقی مانده است
تودهی قرمز مذکور به احتمال زیاد لایههای بیرونی ستاره است که هنگام فروپاشی به فضا پرتاب شدهاند. بخش کوچکی از مواد در حین سقوط به درون سیاهچاله، پرتوهای ایکس تولید میکنند و باقیمانده، پوستهای از غبار شکل میدهد که نور درونی را جذب و تنها درخشش ضعیفی از خود ساطع میکند. دادههای جدید تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) و رصدخانه پرتو ایکس چاندرا در سال ۲۰۲۴ نیز بهخوبی با مدل پیشبینیشده همخوانی دارند.
مدلسازیهای محاسباتی تایید میکنند که ابرنواختر ناکام M31-2014-DS1 سیاهچالهای با جرم حدود پنج برابر خورشید ایجاد کرده است. این مدل توانسته ابهامات مربوط به کاندیدای قبلی، یعنی NGC 6946-BH1 را نیز که در فاصلهای بسیار دورتر قرار داشت، توجیه کند.
بااینحال، دنیای علم همواره راه را برای چالشهای جدید باز میگذارد. اما بیسور از دانشگاه لیورپول جان مورز، با انتشار مقالهای در نشریهی Monthly Notices of the Royal Astronomical Society، تفسیر متفاوتی ارائه داده است. او معتقد است این پدیده نه لزوماً تولد یک سیاهچاله، بلکه میتواند نتیجهی ادغام دو ستاره در میان غبار باشد. بیسور تأکید میکند که پیش از تایید نهایی، باید تمام سناریوهای ممکن برای ناپدیدشدن ستاره بهدقت بررسی کردن و رد شوند.
زمان تنها داور نهایی پروندهی کیهانی است. چنانچه این رویداد ناشی از ادغام دو ستاره باشد، درخشش آن در بلندمدت ادامه دادن خواهد یافت، اما سیاهچاله در تاریکی ابدی باقی میماند. با گسترش پوستهی غبار و نازکشدن نقاب کیهانی، حقیقت بهزودی آشکار خواهد شد. نسل بعدی تلسکوپها مانند رصدخانهی ورا روبین و تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن، فرصتهای بیشماری را برای مطالعهی این پدیدهی شگفتانگیز و لاگین به عصری نو در اخترفیزیک فراهم خواهند ساخت.
پژوهش در مجلهی ساینس منتشر شده است.
