Im Zentrum unserer Galaxie befindet sich a Supermassives Schwarzes Loch (SMBH) bekannt als Schütze A . Basierend auf laufenden Beobachtungen haben Astronomen festgestellt, dass dieses SMBH einen Durchmesser von 44 Millionen km (27,34 Millionen Meilen) misst und eine geschätzte Masse von 4,31 Millionen Sonnenmassen hat. Gelegentlich wandert ein Stern zu nahe an Sag A und wird in einem gewaltsamen Prozess, der als Tidal Disruption Event (TDE) bekannt ist, auseinandergerissen.
Diese Ereignisse verursachen die Freisetzung heller Strahlungseruptionen, die Astronomen wissen lassen, dass ein Stern verzehrt wurde. Leider waren Astronomen jahrzehntelang nicht in der Lage, diese Ereignisse von anderen galaktischen Phänomenen zu unterscheiden. Aber danke an a neue Studie von einem internationalen Team von Astrophysikern haben Astronomen nun ein einheitliches Modell, das die jüngsten Beobachtungen dieser extremen Ereignisse erklärt.
Die Studie – die kürzlich in der erschienen istAstrophysikalische Zeitschriftenbriefeunter dem Titel ' Ein einheitliches Modell für Gezeitenstörungsereignisse ” – wurde von Dr. Jane Lixin Dai geleitet, einer Physikerin an der Zentrum für Dunkle Kosmologie des Niels Bohr Instituts . Sie wurde von Mitgliedern aus Joint Space-Science Institute der University of Maryland und der University of California Santa Cruz (UCSC).
Illustration des supermassereichen Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße. Kredit: NRAO/AUI/NSF
Wie Enrico Ramirez-Ruiz – der Professor und Lehrstuhl für Astronomie und Astrophysik an der UC Santa Cruz, der Niels-Bohr-Professor an der Universität Kopenhagen und Co-Autor des Papiers – in einem UCSC . erklärte Pressemitteilung :
„Erst in den letzten zehn Jahren waren wir in der Lage, TDEs von anderen galaktischen Phänomenen zu unterscheiden, und das neue Modell wird uns den grundlegenden Rahmen für das Verständnis dieser seltenen Ereignisse liefern.“
In den meisten Galaxien verbrauchen SMBHs kein Material aktiv und emittieren daher kein Licht, was sie von Galaxien mit Aktive galaktische Kerne (AGN). Gezeitenstörungen sind daher selten und treten in einer typischen Galaxie nur einmal etwa alle 10.000 Jahre auf. Wenn ein Stern jedoch auseinandergerissen wird, wird eine intensive Strahlung freigesetzt. Als Dr. Dai erklärt :
„Es ist interessant zu sehen, wie Materialien unter solch extremen Bedingungen in das Schwarze Loch gelangen. Da das Schwarze Loch das Sternengas frisst, wird eine riesige Menge Strahlung emittiert. Die Strahlung ist das, was wir beobachten können, und mit ihr können wir die Physik verstehen und die Eigenschaften des Schwarzen Lochs berechnen. Das macht es äußerst interessant, nach Gezeitenstörungsereignissen zu suchen.“
Die Illustration der Emissionen eines Gezeitenstörungsereignisses zeigt im Querschnitt, was passiert, wenn das Material eines gestörten Sterns von einem Schwarzen Loch verschlungen wird. Bildnachweis: Jane Lixin Dai
In den letzten Jahren wurden einige Dutzend Kandidaten für Tidal Disruption Events (TDEs) mit optischen Weitfeld- und UV-Transienten-Durchmusterungen sowie Röntgenteleskopen entdeckt. Obwohl erwartet wird, dass die Physik für alle TDEs gleich ist, haben Astronomen festgestellt, dass einige unterschiedliche Klassen von TDEs zu existieren scheinen. Während einige hauptsächlich Röntgenstrahlen emittieren, emittieren andere hauptsächlich sichtbares und ultraviolettes Licht.
Infolgedessen hatten Theoretiker Mühe, die verschiedenen beobachteten Eigenschaften zu verstehen und ein kohärentes Modell zu erstellen, das sie alle erklären kann. Für ihr Modell kombinierten Dr. Dai und ihre Kollegen Elemente aus der Allgemeinen Relativitätstheorie, Magnetfeldern, Strahlung und Gashydrodynamik. Das Team verließ sich auch auf hochmoderne Computerwerkzeuge und einige kürzlich erworbene große Computercluster, die von der Villum Foundation für Jens Hjorth (Leiter des DARK Cosmology Center), der US-amerikanischen National Science Foundation und der NASA finanziert wurden.
Anhand des resultierenden Modells kam das Team zu dem Schluss, dass es der Blickwinkel des Beobachters ist, der die Unterschiede in der Beobachtung erklärt. Im Wesentlichen sind verschiedene Galaxien in Bezug auf Beobachter auf der Erde zufällig ausgerichtet, die je nach Ausrichtung unterschiedliche Aspekte von TDEs sehen. Als Ramirez-Ruiz erklärt :
„Es ist, als ob ein Schleier einen Teil eines Tieres bedeckt. Aus einigen Blickwinkeln sehen wir ein ausgesetztes Tier, aber aus anderen Blickwinkeln sehen wir ein bedecktes Tier. Das Tier ist dasselbe, aber unsere Wahrnehmung ist anders.“
Künstlerische Darstellung des Large Synoptic Survey Telescope. Bildnachweis: lsst.org
In den kommenden Jahren wird erwartet, dass eine Reihe geplanter Erhebungsprojekte viel mehr Daten zu TDEs liefern werden, was dazu beitragen wird, das Forschungsfeld zu diesem Phänomen zu erweitern. Dazu gehören die transiente Untersuchung Young Supernova Experiment (YSE), die vom DARK Cosmology Center am Niels Bohr Institute und der UC Santa Cruz geleitet wird, und die Große synoptische Vermessungsteleskope (LSST) in Chile gebaut.
Laut Dr. Dai zeigt dieses neue Modell, was Astronomen erwarten können, wenn sie TDEs aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten, und ermöglicht es ihnen, verschiedene Ereignisse in einen kohärenten Rahmen einzuordnen. „Wir werden in einigen Jahren Hunderte bis Tausende von Gezeitenstörungen beobachten“, sagte sie. „Damit haben wir viele ‚Labore‘, um unser Modell zu testen und es zu nutzen, um mehr über Schwarze Löcher zu verstehen.“
Dieses verbesserte Verständnis dafür, wie Schwarze Löcher gelegentlich Sterne verbrauchen, wird auch zusätzliche Tests für die allgemeine Relativitätstheorie und die Gravitationswellenforschung bieten und Astronomen helfen, mehr über die Entwicklung von Galaxien zu erfahren.
Weiterlesen: UCSC , Astrophysikalische Zeitschriftenbriefe
