Nowe obserwacje czarną dziurę pożerający gwiazdę ujawniają szybkiego tworzenia się dysku

Nowe obserwacje prowadzone przez astronomów TDE w UC Santa Cruz zapewniają teraz wyraźne dowody, że zanieczyszczenia z form gwiazda obrotowa dysku, zwany dysk akrecyjny wokół czarnej dziury. Teoretycy zostały debatują, czy dysk akrecji mogą skutecznie tworzyć podczas pływów przypadku zakłóceń, a nowe odkrycia, które są przyjmowane do publikacji w Astrophysical Journal i dostępne w Internecie, powinny pomóc w rozwiązaniu to pytanie, wspomniany pierwszy autor Tiara Hung, doktora habilitowanego badacz UC Santa Cruz.

„W klasycznej teorii, wyrównania TDE jest zasilany dysku akrecyjnym wytwarzania promieniowania rentgenowskiego z wewnętrznego obszaru, gdzie gorący gaz spirale na czarną dziurę” Hung wspomnianej. „Ale dla większości centralami TDE, nie widzimy rentgenowskie, oni przeważnie świecą w ultrafiolecie i świetle widzialnym, dlatego sugerowano, że zamiast dysku, widzimy emisji ze zderzenia gwiazd strumieni zanieczyszczeń.”

Współautorami Enrico Ramirez-Ruiz, profesor astronomii i astrofizyki na UCSC i Jane Dai z Uniwersytetu w Hong Kongu opracowali teoretyczny model, opublikowanej w 2018 roku, które mogą wyjaśnić, dlaczego rentgenowskie są zazwyczaj nie obserwuje się centralami TDE mimo tworzenia się dysk akrecji. Nowe obserwacje zapewnić silne poparcie dla tego modelu.

„Jest to pierwszy stały potwierdzenie, że dysk akrecyjny tworzą w tych wydarzeniach, nawet jeśli nie widzimy rentgenowskie,” Ramirez-Ruiz powiedział. „Region blisko czarną dziurę jest zasłonięta optycznie gęstego wiatru, tak, że nie pojawią się emisji promieni rentgenowskich, ale widzimy światła optycznego z rozszerzonej eliptycznej tarczy”.

Dowody wskaźnik na dysku akrecyjnego pochodzi z obserwacji spektroskopowych. Współautor Ryan Foley, profesor astronomii i astrofizyki na UCSC i jego zespół rozpoczął monitorowanie TDE (o nazwie AT 2018hyz) po tym jak został po raz pierwszy wykryty w listopadzie 2018 roku przez All Sky Automated Survey supernowych (ASAS-SN). Foley zauważył niezwykłe spektrum, obserwując TDE z 3-metrowym teleskopie w UC Shane w Obserwatorium Licka w nocy z 1 stycznia 2019 r.

„Moja szczęka spadła, a ja od razu wiedziałem, że to miało być interesujące,” powiedział. „Co wyróżniało była linia wodoru, emisja z gazu wodorowego, który miał podwójne-spiczasty profil, który był podobny do żadnego innego TDE Widzieliśmy”.

Foley wyjaśniono, że podwójny pik w widmie wyników z efektu Dopplera, który przesuwa częstotliwości światła emitowanego przez obiekt ruchomy. W dyskiem akrecji spiralnie wokół czarnej dziury i oglądane pod kątem, część materiału będzie się poruszać w kierunku obserwatora, więc światła emituje zostanie on przesunięty do wyższej częstotliwości, a część materiału będzie odejście od obserwator, jego światło przesunięte do niższej częstotliwości.

„To ten sam efekt, który powoduje, że dźwięk samochodu na torze przechodzić z wysokim skoku, gdy samochód przychodzi do ciebie o mniejszym skoku, kiedy to mija i zaczyna poruszać się z dala od ciebie,” Foley powiedział. „Jeśli siedzisz na trybunach, samochody na jeden obrót są ruchome ku sobie, a samochody z drugiej zaś oddalają się od siebie. Na dysku akrecyjnego, gaz porusza się wokół czarnej dziury w podobny sposób i to jest to, co daje dwa piki w widmie „.

Zespół nadal zbierać dane w ciągu najbliższych kilku miesięcy, obserwując TDE z kilku teleskopów, jak zmieniały się na przestrzeni czasu. Hung prowadził szczegółową analizę danych, co oznacza, że ​​dysk formacja miała miejsce stosunkowo szybko, w ciągu kilku tygodni od przerwania gwiazdy. Wyniki sugerują, że powstawanie dysk może być wspólne dla optycznie wykrytych centralami TDE pomimo rzadkie emisji podwójnie spiczasty, która zależy od czynników, takich jak nachylenie względem dysku obserwatorów.

„Myślę, że mamy szczęście z tym jednym,” Ramirez-Ruiz powiedział. „Nasze symulacje pokazują, że to, co widzimy jest bardzo wrażliwa na nachylenie. Tam jest korzystną orientację aby zobaczyć te funkcje podwójnego szczytu, a inna orientacja zobaczyć emisji rentgenowskiej.”

Zauważył, że analiza Hung jest o dalszych obserwacji wielu długości fali, w tym danych fotometrycznych i spektroskopowych, stanowi bezprecedensowy wgląd w tych niezwykłych wydarzeń. „Kiedy mamy widm, możemy dowiedzieć się wiele na temat kinematyki gazu i uzyskać znacznie lepsze zrozumienie procesu akrecji i co zasila emisję” Ramirez-Ruiz powiedział.