فضا و ستاره‌شناسیپیش‌چاپتحلیل داده۵ دقیقه مطالعه

دو موج گرانشی به فاصلهٔ 7 ساعت، و یک ابرنواختر

هنگامی که ستاره‌ای پرجرم فرو می‌ریزد، به صورت یک ابرنواختر منفجر می‌شود و ستاره‌ای نوترونی یا سیاه‌چاله‌ای از خود به جا می‌گذارد. اگر این بازمانده در یک سامانهٔ دوتایی مناسب جای داشته باشد، ممکن است روزی با همدمش ادغام شود و امواج گرانشی را به پهنهٔ کیهان بفرستد. اما آن روز معمولاً مدت‌ها پس از انفجار فرا می‌رسد: دست‌کم حدود 100,000 سال. نخست فروریزش، ادغام بسیار دیرتر — این تصویر استاندارد است.

مشاهدات اخیر این تصویر را کم‌رنگ کرده‌اند. برخی فوران‌های پرتو گاما همزمان به یک ادغام و یک فروریزش شبیه‌اند، و دو ابرنواختر از گونهٔ «IIb» — انفجار ستاره‌هایی که بیشتر هیدروژنشان را از دست داده‌اند — در سال 2025 در کنار نامزدهای ضعیف موج گرانشی بررسی شده‌اند، بی‌آنکه به نتیجهٔ قطعی برسند. یک ایده می‌تواند چنین مواردی را توضیح دهد: در ستاره‌ای که به‌سرعت می‌چرخد و فرو می‌ریزد، قرص چگال ماده‌ای که پیرامون سیاه‌چالهٔ نوزاد می‌چرخد ممکن است به تکه‌هایی بشکند، که سپس در عرض چند ساعت با یکدیگر ادغام می‌شوند یا در سیاه‌چاله فرو می‌افتند.

جست‌وجو در بایگانی‌ها

شنگ یانگ (Sheng Yang)، از فرهنگستان علوم هنان در چین، زونگ‌هونگ ژو (Zong-Hong Zhu)، از دانشگاه نرمال پکن، و 23 همکار در چین، تایوان، ایالات متحده، استرالیا، ایتالیا و سوئد به جست‌وجویی نظام‌مند پرداختند. آن‌ها هشدارهای عمومیِ صادرشده از سوی آشکارسازهای LIGO، Virgo و KAGRA از آوریل 2019 تا ژانویهٔ 2025 را برگرفتند — 43 مورد از آن‌ها با احتمالی برای حضور یک ستارهٔ نوترونی — و نیز 676 ابرنواختر «برهنه‌شده» (stripped) را که تأسیسات گذرای زوئیکی (Zwicky Transient Facility) ثبت کرده بود. آن‌ها در پی ابرنواخترهایی گشتند که درون ناحیهٔ آسمانی یک هشدار قرار داشتند و 10 تا 30 روز پس از آن به اوج رسیده بودند.

جست‌وجو دو تطابق به دست داد — هر دو با یک ابرنواختر واحد، SN 2019rsq. این ابرنواختر دو هشدار از 10 سپتامبر 2019 را به هم پیوند می‌دهد: S190910d و سپس S190910h، 7.1 ساعت بعد. در آن زمان، هر هشدار پیگیری جداگانهٔ خود را به راه انداخته بود؛ ابرنواختر تنها چند هفته بعد کشف شد. این سه‌گانه تنها در نگاه به گذشته آشکار شد.

نقشهٔ آسمان با دو ناحیهٔ روی‌هم‌افتاده، تصویر یک کهکشان، و منحنی‌های فاصله برای دو سیگنال.

ناحیه‌های آسمانی S190910d (خاکستری) و S190910h (نارنجی) در جایی روی هم می‌افتند که SN 2019rsq قرار دارد (کادر قرمز، کهکشانش در بالا سمت راست)؛ در پایین سمت راست، گستره‌های فاصلهٔ آن‌ها با فاصلهٔ 140.6 مگاپارسکی ابرنواختر (خط قرمز) سازگار است. — شکل 1، Yang و همکاران (2026)، arXiv:2611.00440.

این جفت چقدر نادر است؟

هشدارهایی که از نظر زمانی نزدیک به هم‌اند پیش می‌آیند. اما این دو ناحیهٔ آسمانی در سه بُعد نیز روی هم می‌افتند: گستره‌های فاصلهٔ آن‌ها با یکدیگر و با فاصلهٔ ابرنواختر، 140.6 مگاپارسک، همخوانی دارند. برای سنجیدن اینکه این وضعیت چقدر غیرعادی است، گروه تاریخ‌های هشدارها را یک میلیون بار به‌طور تصادفی جابه‌جا کرد. جفتی بی‌ربط با این اندازه نزدیکی در زمان و مکان با احتمال 7.6 × 10⁻⁵ پدیدار شد، یعنی حدود یک در 13,000. در میان 43 هشدار، ده جفت در فاصلهٔ 5 روز از یکدیگر قرار گرفتند، اما تنها سه جفت در سه بُعد روی هم افتادند، و این یکی کوتاه‌ترین تأخیر را با بیشترین هم‌پوشانی ترکیب می‌کرد.

در مقابل، خودِ ابرنواختر به‌تنهایی شگفت‌آور نیست: بخت اینکه یک ابرنواختر IIb بی‌ربط در آن حجم و در آن زمان منفجر شود حدود 35% است. ناهنجاری در جفت سیگنال‌ها است؛ ابرنواختر ستارهٔ فروریزنده‌ای را فراهم می‌کند که می‌تواند آن دو را به هم پیوند دهد.

هر دو سیگنال ضعیف‌اند. در تحلیل دوباره، هر دو به سیگنال‌های واقعی می‌مانند و بالاتر از نوفهٔ زمینهٔ داده‌های پیرامونشان قرار می‌گیرند، اما هیچ‌کدام آشکارسازی مطمئن به شمار نمی‌آید. گروهی مستقل پیش‌تر سیگنال نخست را بازیافته بود، با احتمال 58% برای اخترفیزیکی بودن.

هر سیگنال چه می‌گوید

سیگنال‌ها جرم اجرامی را که ادغام می‌شوند در خود دارند. S190910d به‌شدت نامتوازن به نظر می‌رسد: حدود 34 جرم خورشیدی با همدمی حدود 3. S190910h سبک است: حدود 2.5 و 1.3 جرم خورشیدی، که برای ستاره‌های نوترونی معمول است.

SN 2019rsq، که در 1 اکتبر 2019 به دست پیمایش Pan-STARRS کشف شد، حدود 24 روز پس از سیگنال نخست به اوج رسید — زمان افزایش نوری عادی برای یک ابرنواختر IIb، اگر ستاره در همان لحظه فروریخته باشد. داده‌ها نمی‌توانند زمان انفجار را دقیق تعیین کنند، اما مدل‌هایی که آن را در فاصلهٔ سه روز از S190910d قرار می‌دهند نور آن را بازتولید می‌کنند. این ابرنواختری سریع است و روی دنبالهٔ کشندیِ کهکشانی آشفته قرار دارد که در حال ستاره‌سازی است.

یک ستاره، چند ادغام؟

نمودار چهاربخشی: ستاره‌ای فروریزنده با قرصی که تکه‌تکه می‌شود، تکه‌ای که در سیاه‌چاله فرو می‌افتد، دو تکهٔ سبک که ادغام می‌شوند، برهم‌کنش‌های بعدی.

سناریوی پیشنهادی: ستاره‌ای چرخان به سیاه‌چاله‌ای فرو می‌ریزد که قرصش تکه‌تکه می‌شود (1)؛ تکه‌ای 3 جرم خورشیدی در سیاه‌چالهٔ 34 جرم خورشیدی فرو می‌افتد، S190910d (2)؛ دو تکهٔ سبک 7.1 ساعت بعد ادغام می‌شوند، S190910h (3)؛ برخوردهای بعدی می‌توانند سیگنال‌های تأخیری پدید آورند (4). — شکل 4، Yang و همکاران (2026)، arXiv:2611.00440.

گروه خاستگاهی مشترک پیشنهاد می‌کند. ستاره‌ای پرجرم که به‌سرعت می‌چرخد به سیاه‌چاله‌ای با چند ده جرم خورشیدی فرو می‌ریزد که قرصی پیرامونش را گرفته است، و این قرص به تکه‌هایی می‌شکند. تکه‌ای که تا حدود 3 جرم خورشیدی رشد کرده، مارپیچ‌وار به درون سیاه‌چالهٔ مرکزی می‌رود: این S190910d است. در جای دیگری از قرص، دو تکهٔ سبک‌تر جفت می‌شوند و ادغام می‌شوند: این S190910h است. زمان‌های مارپیچی محاسبه‌شده — از حدود یک ساعت تا چند ساعت — به‌آسانی فاصلهٔ 7.1 ساعتی را پوشش می‌دهند.

نویسندگان محتاط می‌مانند. احتمال‌ها همهٔ جست‌وجوهایی را که می‌شد انجام داد به حساب نمی‌آورند، و یک فوران طولانی پرتو گاما که پنج روز بعد در همان ناحیهٔ گسترده دیده شد به عنوان شاهد شمرده نمی‌شود. پیمایش‌های رادیویی چیزی ندیدند، و این وجود جتی پرقدرت و دیرپا را نامحتمل می‌کند. چه SN 2019rsq تصادفی نادر باشد و چه نخستین نمونهٔ ستاره‌ای که هنگام مرگ چندین سیگنال موج گرانشی گسیل کرد، دوره‌های مشاهداتی بعدی، همراه با پیمایش‌های گستردهٔ آسمان، باید نشان دهند که آیا چنین خوشه‌هایی باز هم پدیدار می‌شوند یا نه.