Bir gelgit kesintisi olayının (TDE) gösterimi. Kredi: Carl Knox – OzGrav, ARC Yerçekimi Dalgası Keşfi Mükemmeliyet Merkezi, Swinburne Teknoloji Üniversitesi
Süper Kütleli Kara Delik Tarafından Fışkıran Aydınlık Jetin Nadir Görülüşü
Gökbilimciler, ölmekte olan bir yıldızın bir süper kütle ile karşılaşmasının neden olduğu parlak bir optik parlama keşfettiler. Kara delik.
Ölmekte olan bir yıldız süper kütleli bir kara deliğe çok yakın uçarsa ne olur?
Maryland Üniversitesi’nden (UMD) astronom Igor Andreoni’ye göre birkaç şey oluyor: Birincisi, yıldız kara deliğin yerçekimi gelgit kuvvetleri tarafından şiddetli bir şekilde parçalanıyor – Ay’ın Dünya’daki gelgitleri çekmesine benzer, ancak daha büyük bir güçle. Daha sonra, yıldızın parçaları kara deliğin etrafında dönen hızla dönen bir diske yakalanır. Son olarak, kara delik, diskteki mahkum yıldızdan geriye kalanları tüketir. Gökbilimcilerin gelgit bozulma olayı (TDE) dediği şey budur.
Bununla birlikte, son derece nadir bazı durumlarda, süper kütleli kara delik bir yıldızı yok ettikten sonra “göreceli jetler” fırlatır. Bunlar, ışık hızına yakın hareket eden madde ışınlarıdır. Andreoni, Şubat 2022’de Zwicky Geçici Tesis (ZTF) araştırmasında ekibiyle birlikte böyle bir vaka keşfetti. Grup görüldüğünü kamuoyuna duyurduktan sonra olaya “AT 2022cmc” adı verildi. Ekip bulgularını 30 Kasım 2022’de dergide yayınladı. Doğa.
Minnesota Twin Cities Üniversitesi’nde astronomi profesörü yardımcısı ve projenin eş lideri olan Michael Coughlin, “Bilim adamlarının bu jetlerden birini en son on yıldan uzun bir süre önce keşfettiklerini” söyledi. “Elimizdeki verilere göre, göreceli jetlerin bu yıkıcı olayların yalnızca %1’inde fırlatıldığını ve AT 2022cmc’yi son derece nadir bir olay haline getirdiğini tahmin edebiliyoruz. Aslında, olaydan gelen parlak flaş, şimdiye kadar gözlemlenen en parlaklar arasında.
TDE emisyonları. Kredi: Zwicky Geçici Tesisi/R.Hurt (Caltech/IPAC)
AT 2022cmc’den önce, bu jetler tarafından üretilen en yüksek enerjili radyasyon biçimlerini tespit eden gama ışını uzay misyonları aracılığıyla önceden bilinen yalnızca iki jetli TDE keşfedildi. Bu tür son keşif 2012’de yapıldığından, bu türden daha fazla olayı bulmak için yeni yöntemler gerekiyordu. Bu ihtiyacı karşılamaya yardımcı olmak için, UMD Astronomi Bölümü’nde doktora sonrası araştırmacı olan Andreoni ve NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi ve ekibi, AT 2022cmc’yi bulmak için yeni bir “büyük resim” taktiği uyguladı. Yere dayalı optik araştırmalar veya belirli gözlem hedefleri olmadan gökyüzünün genel haritalarını kullandılar. Ekip, Kaliforniya’daki Samuel Oschin Teleskopu tarafından alınan geniş alanlı bir gökyüzü araştırması olan ZTF’yi kullanarak, aksi takdirde hareketsiz görünen kara deliği tanımlayıp benzersiz bir şekilde incelemeyi başardı.
Andreoni, “ZTF anketinden önemli bilgileri depolamak ve araştırmak ve atipik olaylar hakkında bizi gerçek zamanlı olarak uyarmak için açık kaynaklı bir veri hattı geliştirdik” dedi. “Her gece bir milyon sayfalık bilgiye eşdeğer olan ZTF verilerinin hızlı analizi, TDE’yi rölativistik jetlerle hızlı bir şekilde tanımlamamıza ve X- milimetreye ulaşan ışınlar ve radyo.”
Zwicky Geçici Tesisi, Güney Kaliforniya’daki Palomar Gözlemevi’ndeki Samuel Oschin teleskobuna monte edilmiş son teknoloji ürünü geniş alanlı bir kamera kullanarak gökyüzünü tarıyor. Kredi bilgileri: Palomar Gözlemevi/Caltech
Birçok gözlemevinde yapılan takip gözlemleri, AT 2022cmc’nin hızla sönümlendiğini doğruladı ve ESO Çok Büyük Teleskobu, AT 2022cmc’nin kozmolojik uzaklıkta, 8,5 milyar ışıkyılı uzaklıkta olduğunu ortaya çıkardı.
Hubble uzay teleskobu Çok Büyük Diziden gelen optik/kızılötesi görüntüler ve radyo gözlemleri, AT 2022cmc’nin yerini son derece hassas bir şekilde saptadı. Araştırmacılar, AT 2022cmc’nin henüz görünmeyen bir galaksinin merkezinde olduğuna inanıyor çünkü AT 2022cmc’den gelen ışık onu gölgede bırakıyor.
Bazı TDE’lerin jet fırlatırken diğerlerinin neden fırlatmadığı hala bir muamma. Gözlemlerinden Andreoni ve ekibi, AT 2022cmc’deki kara deliklerin ve benzer şekilde püskürtülen diğer TDE’lerin son derece parlak jetlere güç sağlamak için büyük olasılıkla hızla döndükleri sonucuna vardılar. Bu, hızlı bir kara delik dönüşünün jet fırlatma için gerekli bileşenlerden biri olabileceğini düşündürmektedir; bu, araştırmacıları milyarlarca ışıkyılı uzaklıktaki galaksilerin merkezindeki süper kütleli kara deliklerin fiziğini anlamaya yaklaştıran bir fikirdir.
Andreoni, “Astronomi hızla değişiyor” dedi. “Daha fazla optik ve kızılötesi tüm gökyüzü araştırmaları artık aktif veya yakında çevrimiçi olacak. Bilim adamları, AT 2022cmc’yi ne arayacakları ve uzaktaki kara deliklerden daha yıkıcı olayları bulabilecekleri bir model olarak kullanabilirler. Bu, büyük veri madenciliğinin evren hakkındaki bilgimizi ilerletmek için her zamankinden daha önemli bir araç olduğu anlamına geliyor.”
AT 2022cmc ile ilgili araştırma için bkz.
Referans: Igor Andreoni, Michael W. Coughlin, Daniel A. Perley, Yuhan Yao, Wenbin Lu, S. Bradley Cenko, Harsh Kumar, Shreya Anand. Anna YQ Ho, Mansi M. Kasliwal, Antonio de Ugarte Postigo, Ana Sagués-Carracedo, Steve Schulze, D. Alexander Kann, SR Kulkarni, Jesper Sollerman, Nial Tanvir, Armin Rest, Luca Izzo, Jean J. Somalwar, David L. Kaplan, Tomás Ahumada, GC Anupama, Katie Auchettl, Sudhanshu Barway, Eric C. Bellm, Varun Bhalerao, Joshua S. Bloom, Michael Bremer, Mattia Bulla, Eric Burns, Sergio Campana, Poonam Chandra, Panos Charalampopoulos, Jeff Cooke, Valerio D Elia, Kaustav Kashyap Das, Dougal Dobie, José Feliciano Agüí Fernández, James Freeburn, Cristoffer Fremling, Suvi Gezari, Simon Goode, Matthew J. Graham, Erica Hammerstein, Viraj R. Karambelkar, Charles D. Kilpatrick, Erik C. Kool, Melanie Krips, Russ R. Laher, Giorgos Leloudas, Andrew Levan, Michael J. Lundquist, Ashish A. Mahabal, Michael S Medford, M. Coleman Miller, Anais Möller, Kunal P. Mooley, AJ Nayana, Guy Nir, Peter TH Pang, Emmy Paraskeva, Richard A. Perley, Glen Petitpas, Miika Pursiainen, Vikram Ravi, Ryan Ridden-Harper, Reed Riddle , Mickael Rigault, Antonio C. Rodriguez, Ben Rusholme, Yashvi Sharma, IA Smith, Robert D. Stein, Christina Thöne, Aaron Tohuvavohu, Frank Valdes, Jan van Roestel, Susanna D. Vergani, Qinan Wang ve Jielai Zhang, 30 Kasım 2022 , Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-022-05465-8
Diğer UMD işbirlikçileri şunları içerir: astronomi alanında yardımcı doçent Brad Cenko; astronomi profesörü M. Coleman Miller; yüksek lisans öğrencisi Erica Hammerstein ve Tomas Ahumada (MS ’20, astronomi).
Araştırma, Ulusal Bilim Vakfı (Grant No. PHY-2010970 425, OAC-2117997, 1106171 ve AST-1440341), Wenner-Gren Vakfı, İsveç Araştırma Konseyi (Kayıt No. 427 2020-03330), European Research tarafından desteklenmiştir. Council (Grant No. 759194 432 – USNAC), VILLUM FONDEN (Grant No. 19054), Hollanda Bilimsel Araştırma Kuruluşu, İspanyol Ulusal Araştırma Projesi (RTI2018-098104-J-I00), NASA (Ödül No. No. 80GSFC17M0002) , Knut ve Alice Wallenberg Vakfı (Dnr KAW 2018.0067), Heising-Simons Vakfı (Grant No. 12540303), Avrupa Birliği Yedinci Çerçeve Programı (Grant No. 312430) Caltech, IPAC, Weizmann Institute for Science, the Oskar Klein Center at Stokholm Üniversitesi, Washington ÜniversitesiDeutsches Elektronen-Synchrotron ve Humboldt Üniversitesi, Los Alamos Ulusal Laboratuvarları, Tayvan TANGO Konsorsiyumu, Milwaukee’deki Wisconsin Üniversitesi ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarları.