Gökbilimciler, bir yıldızı yutan bir kara deliğin şimdiye kadarki en yakın örneğini tespit ettiler

Her 10.000 yılda bir, bir galaksinin merkezi, süper kütleli kara deliği geçen bir yıldızı parçaladığında aydınlanır. Bu “gelgit bozulması olayı”, merkezi kara delik yıldız malzemesini çekerken ve süreçte büyük miktarda radyasyon patlatırken, gerçek bir flaşta gerçekleşir.

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.

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, “Yakınlarda bu TDE’yi bulmak, istatistiksel olarak, geleneksel yöntemlerin göremediği bu olayların büyük bir popülasyonunun olması gerektiği anlamına gelir” diyor. “Bu nedenle, karadeliklerin ve ev sahibi galaksilerin tam bir resmini istiyorsak, bunları kızılötesi olarak bulmaya çalışmalıyız.”

Takımın keşfini detaylandıran bir makale bugün 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 Jeffry 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, 2010’dan beri tüm gökyüzünü kızılötesi dalga boylarında düzenli olarak tarayan bir uzay teleskobu olan NASA’nın NEOWISE misyonu tarafından alınan arşiv verilerinde olası geçici olayları aramak için De’nin yöntemini kullandı.

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.” “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 bulunurlar, 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.

Yardımcı astronom ve kürsü başkanı Suvi Gezari, “Optik ve X-ışın araştırmalarının kendi arka bahçemizdeki bu parlak TDE’yi gözden kaçırması çok aydınlatıcı ve bu araştırmaların bize yalnızca TDE’lerin toplam popülasyonunun kısmi bir sayımını verdiğini gösteriyor” diyor. Çalışmaya dahil olmayan Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsündeki Bilim Personelinin. “Gizlenmiş TDE’lerin toz yankısını yakalamak için kızılötesi taramaları kullanmak … bize, gözden kaçırdığımız tozlu, yıldız oluşturan galaksilerde bir TDE popülasyonu olduğunu zaten gösterdi.”

Bu hikaye MIT News’in izniyle yeniden yayınlandı (web.mit.edu/newsoffice/), MIT araştırması, inovasyonu ve öğretimi ile ilgili haberleri kapsayan popüler bir site.