Bu animasyon, bir ‘gelgit kesintisi olayı’ sırasında süper kütleli bir kara delik tarafından emilirken spagettileşme yaşayan bir yıldızı tasvir ediyor. MIT gökbilimcileri, kızılötesi verileri kullanarak bugüne kadarki en yakın gelgit bozulma olayını keşfettiler ve aktif, yıldız oluşturan galaksilerde önceden gizlenmiş bir TDE popülasyonunu ortaya çıkardılar. Kredi: ESO/M. Kornmesser
Olay, kızılötesi verilerde tespit edildi – yine bir ilk – bu bantta daha fazla arama yapılmasının bu tür patlamaları ortaya çıkarabileceğini düşündürüyor.
MİT Gökbilimciler, kızılötesinde yeni bir gelgit bozulması olayı keşfettiler ve süper kütleli karadeliklerin geçen yıldızları nasıl parçaladığına dair içgörü sağladı. WTP14adbjsh etiketli bu yeni bulunan TDE, Dünya’dan yaklaşık 137 milyon ışıkyılı uzaklıkta NGC 7392 galaksisinde yer alan, bugüne kadar gözlemlenen en yakın olanıdır. Keşif, geleneksel X-ışınları ve optik araştırmaların, ışığı engelleyen tozun varlığı nedeniyle yıldız oluşturan gökadalardaki TDE’leri gözden kaçırabileceğinin altını çiziyor. Kızılötesi bantta arama yaparak, bilim adamları aktif, yıldız oluşturan galaksilerde önceden gizlenmiş olan daha fazla TDE’yi ortaya çıkarabilir ve kara deliklerin ve ev sahibi galaksilerin daha eksiksiz bir resmini sunar.
Her 10.000 yılda bir, bir galaksinin merkezi, süper kütleli kara deliği geçen bir yıldızı parçaladığında aydınlanır. Bu “gelgit kesintisi olayı”, merkezi olarak bir gerçek flaşta gerçekleşir. Kara delik yıldız malzemesini çeker ve bu süreçte büyük miktarda radyasyon yayar.
Gökbilimciler, Dünya’daki ve uzaydaki teleskoplara ulaşan ışık patlamasına dayanarak, uzak galaksilerde yaklaşık 100 gelgit bozulma olayını (TDE) biliyorlar. Bu ışığın çoğu X ışınlarından ve optik radyasyondan gelir.
Geleneksel X-ışını ve UV/optik bantlarını ayarlayan MIT astronomları, kızılötesinde parlak bir şekilde parlayan yeni bir gelgit bozulma olayı keşfettiler. Bilim adamlarının kızılötesi dalga boylarında bir TDE’yi doğrudan tanımladıkları ilk zamanlardan biridir.
Dahası, yeni patlama bugüne kadar gözlemlenen en yakın gelgit bozulması olayı oldu: Parlama, Dünya’dan yaklaşık 137 milyon ışıkyılı uzaklıktaki bir galaksi olan ve kozmik arka bahçemizdeki bir bölgeye karşılık gelen NGC 7392’de bulundu. bir sonraki en yakın TDE’nin dörtte biri boyutunda.
MIT ve başka yerlerdeki gökbilimciler, bugüne kadarki en yakın gelgit bozulma olayının (TDE) kızılötesi işaretlerini gözlemlediler. 2015 yılında NGC 7392 galaksisinden parlak bir parlama tespit edildi (sol üst panel). Aynı galaksinin gözlemleri, TDE’den önce 2010-2011’de (sağ üstte) alınmıştır. Sol alt kısım, tespit edilen gerçek TDE’yi temsil eden ilk iki resim arasındaki farkı gösterir. Karşılaştırma için, sağ alt panel optik dalga bandında aynı galaksiyi gösterir. Kredi: Araştırmacıların izniyle
WTP14adbjsh olarak etiketlenen bu yeni parlama, standart X-ray ve optik verilerde göze çarpmıyordu. Bilim adamları, bu geleneksel araştırmaların yakınlardaki TDE’yi gözden kaçırdığından şüpheleniyorlar, bunun nedeni onun X-ışınları ve UV ışığı yaymaması değil, bu ışığın, radyasyonu emen ve kızılötesi şeklinde ısı yayan muazzam miktarda toz tarafından engellenmesidir. enerji.
Araştırmacılar, daha sessiz gökadalarda bulunan TDE’lerin çoğunun aksine, WTP14adbjsh’nin genç, yıldız oluşturan bir gökadada meydana geldiğini belirledi. Bilim adamları, yıldız oluşturan galaksilerin TDE’lere ev sahipliği yapmasını bekliyorlardı, çünkü çalkaladıkları yıldızlar bir galaksinin merkezi kara deliğinin yutması için bol miktarda yakıt sağlayacaktı. Ancak yıldız oluşturan galaksilerdeki TDE’lerin gözlemleri şimdiye kadar nadirdi.
Yeni çalışma, geleneksel X-ışını ve optik araştırmaların, yıldız oluşturan galaksilerdeki TDE’leri kaçırmış olabileceğini, çünkü bu galaksilerin doğal olarak, çekirdeklerinden gelen herhangi bir ışığı engelleyebilecek daha fazla toz ürettiklerini öne sürüyor. Kızılötesi bantta arama yapmak, aktif, yıldız oluşturan galaksilerde daha önce gizlenmiş olan çok daha fazla TDE’yi ortaya çıkarabilir.
MIT’nin Kavli Astrofizik ve Uzay Araştırmaları Enstitüsü’nde postdoc olan Christos Panagiotou, “Bu yakın TDE’yi bulmak, istatistiksel olarak, bu olayların geleneksel yöntemlerin görmediği büyük bir popülasyon olması gerektiği anlamına geliyor” diyor. “Yani, kara deliklerin ve ev sahibi galaksilerin tam bir resmini istiyorsak, bunları kızılötesinde bulmaya çalışmalıyız.”
Ekibin keşfini detaylandıran bir makale 28 Nisan’da yayınlandı. Astrofizik Dergi Mektupları. Panagiotou’nun MIT ortak yazarları Kishalay De, Megan Masterson, Erin Kara, Michael Calzadilla, Anna-Christina Eilers, Danielle Frostig, Nathan Lourie ve Rob Simcoe ile birlikte Viraj Karambelkar, Mansi Kasliwal, Robert Stein ve Caltech’ten Jeffrey Zolkower’dır. ve Ulusal Bilim Vakfı’nın Ulusal Optik-Kızılötesi Astronomi Araştırma Laboratuvarı’ndan Aaron Meisner.
Bir olasılık parlaması
Panagiotou, gelgit kesintisi olaylarını araştırmayı düşünmedi. O ve meslektaşları, De tarafından geliştirilen bir arama aracını kullanarak gözlemsel verilerde genel geçici kaynakların işaretlerini arıyorlardı. Ekip, tarafından alınan arşiv verilerinde olası geçici olayları aramak için De’nin yöntemini kullandı. NASANEOWISE misyonu, 2010’dan beri tüm gökyüzünü kızılötesi dalga boylarında düzenli olarak tarayan bir uzay teleskobu.
Ekip, 2014’ün sonlarına doğru gökyüzünde beliren parlak bir flaş keşfetti.
Panagiotou, “Başlangıçta hiçbir şey olmadığını görebildik,” diye hatırlıyor. “Sonra aniden, 2014’ün sonlarında, kaynak daha parlak hale geldi ve 2015’te yüksek bir parlaklığa ulaştı, ardından önceki durgunluğuna geri dönmeye başladı.”
Flaşı Dünya’dan 42 megaparsek uzaklıktaki bir galaksiye kadar takip ettiler. O zaman soru şuydu: Bunu başlatan neydi? Bunu yanıtlamak için ekip, gerçek gözlemleri benzer bir flaş üretebilecek çeşitli astrofiziksel süreçlerin modelleriyle karşılaştırarak flaşın parlaklığını ve zamanlamasını değerlendirdi.
Panagiotou, “Örneğin, süpernovalar, aniden patlayan ve parıldayan, ardından gelgit bozulma olaylarına benzer zaman ölçeklerinde geri gelen kaynaklardır” diyor. “Fakat süpernovalar, gözlemlediğimiz kadar parlak ve enerjik değiller.”
Patlamanın ne olabileceğine dair farklı olasılıklar üzerinde çalışan bilim adamları sonunda biri hariç hepsini hariç tutabildiler: Flaş büyük olasılıkla bir TDE idi ve şimdiye kadar gözlemlenen en yakın olanı.
Panagiotou, “Bu çok temiz bir ışık eğrisi ve bir TDE’nin zamansal evriminin olmasını beklediğimiz şeyi gerçekten takip ediyor” diyor.
kırmızı veya yeşil
Oradan, araştırmacılar TDE’nin ortaya çıktığı galaksiye daha yakından baktılar. Kızılötesi, optik ve X-ışını bantları da dahil olmak üzere çeşitli dalga boylarında gökyüzünün galaksinin bulunduğu bölümünü gözlemleyen çok sayıda yer ve uzay tabanlı teleskoptan veri topladılar. Bu birikmiş verilerle ekip, galaksinin merkezindeki süper kütleli kara deliğin güneşten yaklaşık 30 milyon kat daha büyük olduğunu tahmin etti.
Panagiotou, “Bu, galaktik merkezimizde sahip olduğumuz kara delikten neredeyse 10 kat daha büyük, bu yüzden oldukça büyük, ancak kara delikler 10 milyar güneş kütlesine ulaşabiliyor” diyor.
Ekip ayrıca galaksinin aktif olarak yeni yıldızlar ürettiğini de buldu. Yıldız oluşturan gökadalar, yeni yıldızlar üretmeyi bırakan daha sessiz “kırmızı” gökadaların aksine, bir “mavi” gökada sınıfıdır. Yıldız oluşturan mavi gökadalar, evrendeki en yaygın gökada türüdür.
“Yeşil” galaksiler, kırmızı ve mavi arasında bir yerde bulunur, bu nedenle, sık sık birkaç yıldız üretirler. Yeşil, en az yaygın olan gökada türüdür, ancak ilginç bir şekilde, bugüne kadar tespit edilen TDE’lerin çoğu, bu daha nadir gökadalara kadar izlenmiştir. Teori, mavi yıldız oluşturan galaksilerin, karadeliklerin bozulması için daha fazla yıldız sunacakları için TDE’ler sergilemesi gerektiğini öngördüğünden, bilim adamları bu tespitleri açıklamakta zorlandılar.
Ancak yıldız oluşturan galaksiler, bir galaksinin çekirdeğine yakın yıldızlar arasındaki etkileşimlerden de çok fazla toz üretir. Bu toz kızılötesi dalga boylarında algılanabilir, ancak normalde optik teleskoplar tarafından toplanacak olan herhangi bir X-ışınını veya UV radyasyonunu engelleyebilir. Bu, astronomların neden geleneksel optik yöntemler kullanarak yıldız oluşturan galaksilerdeki TDE’leri tespit edemediklerini açıklayabilir.
Gökbilimci yardımcısı ve başkanı Suvi Gezari, “Optik ve X-ışın araştırmalarının kendi arka bahçemizdeki bu parlak TDE’yi gözden kaçırmış olması çok aydınlatıcı ve bu araştırmaların bize toplam TDE popülasyonunun yalnızca kısmi bir sayımını verdiğini gösteriyor” diyor. Çalışmaya dahil olmayan Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsündeki bilim personeli. “Gizlenmiş TDE’lerin toz yankısını yakalamak için kızılötesi taramaları kullanmak … bize, gözden kaçırdığımız tozlu, yıldız oluşturan galaksilerde bir TDE popülasyonu olduğunu zaten gösterdi.”
Referans: “A Luminous Dust-obscured Tidal Disruption Event Candidate in a Star-forming Galaxy at 42 Mpc” by Christos Panagiotou, Kishalay De, Megan Masterson, Erin Kara, Michael Calzadilla, Anna-Christina Eilers, Danielle Frostig, Viraj Karambelkar, Mansi Kasliwal, Nathan Lourie, Aaron M. Meisner, Robert A. Simcoe, Robert Stein ve Jeffry Zolkower, 28 Nisan 2023, Astrofizik Dergi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/acc02f
Bu araştırma kısmen NASA tarafından desteklenmiştir.