Astronoomid märkavad 18 musta auku, mis ahmivad lähedalasuvaid tähti

29. jaanuar 2024 (Nanowerki uudised) Tähtede purustavad mustad augud on kõikjal taevas, kui tead, kuidas neid otsida. See on üks sõnum MIT-i teadlaste uuest uuringust, mis ilmus aastal Astrofüüsikaline ajakiri (“A New Population of Mid-Infrared-Selected Tidal Disruption Events: Implications for Tidal Disruption Event Rates and Host Galaxy Properties”). Uuringu autorid teatavad 18 uue loodete häirimise sündmuse (TDE) avastamisest – äärmuslikest juhtudest, kui lähedalasuv täht tõmmatakse loodete ajal musta auku ja rebitakse tükkideks. Kui must auk pidutseb, eraldab see kogu elektromagnetilise spektri tohutu energiapuhangu. Astronoomid on tuvastanud varasemaid loodete häireid, otsides iseloomulikke purskeid optilistes ja röntgeniribades. Praeguseks on need otsingud avastanud umbes tosin tähte purustavat sündmust lähedalasuvas universumis. MIT-i meeskonna uued TDE-d kahekordistavad universumis teadaolevate TDE-de kataloogi. MIT-i teadlased on tuvastanud 18 uut loodete häiret (TDE) – äärmuslikke juhtumeid, kui lähedalasuv täht tõmmatakse loodete ajal musta auku ja rebitakse tükkideks. Tuvastamised kahekordistavad lähedalasuvas universumis teadaolevate TDE-de arvu. (Megan Mastersoni, Erin Kara jt loal) Teadlased märkasid neid varem "varjatud" sündmusi, vaadates ebatavalist riba: infrapuna. Lisaks optiliste ja röntgenikiirguse kiirgamisele võivad TDE-d tekitada infrapunakiirgust, eriti "tolmustes" galaktikates, kus keskne must auk on kaetud galaktilise prahiga. Nendes galaktikates olev tolm neelab ja varjab tavaliselt optilist ja röntgenkiirgust ning kõiki märke TDE-dest nendes ribades. Protsessi käigus kuumeneb ka tolm, tekitades tuvastatavat infrapunakiirgust. Meeskond leidis, et infrapunakiirgus võib seetõttu olla märk loodete häiretest. Infrapunariba vaadates valis MIT-i meeskond välja palju rohkem TDE-sid galaktikatest, kus sellised sündmused olid varem peidetud. 18 uut sündmust leidsid aset erinevat tüüpi galaktikates, mis olid üle taeva laiali. "Enamik neist allikatest ei ilmu optilistes ribades, " ütleb juhtiv autor Megan Masterson, MIT-i Kavli astrofüüsika ja kosmoseuuringute instituudi magistrant. "Kui soovite mõista TDE-sid tervikuna ja kasutada neid ülimassiivse musta augu demograafia uurimiseks, peate vaatama infrapunariba." Teiste MIT-i autorite hulka kuuluvad Kishalay De, Christos Panagiotou, Anna-Christina Eilers, Danielle Frostig ja Robert Simcoe ning MIT-i füüsika dotsent Erin Kara ning kaastöötajad mitmest institutsioonist, sealhulgas Max Plancki Maavälise Füüsika Instituudist Saksamaal.

Kuumuse piisk

Meeskond tuvastas hiljuti infrapunavaatluste kaudu seni lähima TDE. Avastus avas uue, infrapuna-põhise marsruudi, mille kaudu astronoomid saavad otsida aktiivselt toitvaid musti auke. See esimene avastamine ajendas rühma otsima rohkem TDE-sid. Uue uuringu jaoks otsisid teadlased NASA Wide-field Infrared Survey Exploreri uuendatud versiooni NEOWISE tehtud arhiivivaatlusi. See 2009. aastal käivitatud satelliitteleskoop on pärast lühikest vaheaega jätkanud kogu taeva skannimist infrapuna "siirde" või lühikeste purunemiste suhtes. Meeskond vaatas läbi missiooni arhiveeritud tähelepanekud, kasutades kaasautor Kishalay De välja töötatud algoritmi. See algoritm valib välja infrapunakiirguse mustrid, mis on tõenäolised infrapunakiirguse mööduva purske tunnused. Seejärel ristviitas töörühm märgistatud transientidele kõigi teadaolevate lähedalasuvate galaktikate kataloogiga 200 megaparseki ehk 600 miljoni valgusaasta raadiuses. Nad leidsid, et infrapunasiirdeid saab jälgida umbes 1,000 galaktikas. Seejärel suurendasid nad iga galaktika infrapunakiirguse signaali, et teha kindlaks, kas signaal pärineb muust allikast kui TDE-st, näiteks aktiivsest galaktika tuumast või supernoovast. Pärast nende võimaluste välistamist analüüsis meeskond ülejäänud signaale, otsides infrapuna mustrit, mis on iseloomulik TDE-le – nimelt järsku naelu, millele järgnes järkjärguline langus, mis peegeldab protsessi, mille käigus must auk rebib osadeks. täht, soojendab ümbritseva tolmu ootamatult umbes 1,000 kelvinini, enne kui see järk-järgult jahtub. See analüüs näitas 18 "puhast" signaali loodete häirete sündmuste kohta. Teadlased uurisid galaktikaid, milles iga TDE leiti, ja nägid, et need esinesid paljudes süsteemides, sealhulgas tolmustes galaktikates kogu taevas. "Kui vaataksite taevasse ja näeksite hunnikut galaktikaid, esineksid TDEd tüüpiliselt neis kõigis, " ütleb Masteron. "Asi pole selles, et need esinevad ainult ühte tüüpi galaktikas, nagu inimesed arvasid ainult optiliste ja röntgeniuuringute põhjal." "Nüüd on võimalik vaadata läbi tolmu ja lõpetada lähedalasuvate TDE-de loendus," ütleb Harvardi ülikooli astronoomiaprofessor Edo Berger, kes ei osalenud uuringus. "Selle töö eriti põnev aspekt on suurte infrapuna-uuringutega järeluuringute potentsiaal ja ma ootan põnevusega, milliseid avastusi need annavad."

Tolmune lahendus

Meeskonna avastused aitavad lahendada mõningaid olulisi küsimusi loodete häiretega seotud sündmuste uurimisel. Näiteks enne seda tööd olid astronoomid näinud TDE-sid enamasti ühte tüüpi galaktikas - "tähtede puhkemise järgses" süsteemis, mis oli varem olnud tähtede moodustamise tehas, kuid on sellest ajast peale elama asunud. See galaktikatüüp on haruldane ja astronoomid olid hämmingus, miks tundusid TDE-d ilmuvat ainult nendes haruldasemates süsteemides. Juhtub nii, et need süsteemid on suhteliselt tolmuvabad, mistõttu TDE optilised või röntgenikiirgused on loomulikult hõlpsamini tuvastatavad. Nüüd näevad astronoomid infrapunaribast vaadates TDE-sid veel paljudes galaktikates. Meeskonna uued tulemused näitavad, et mustad augud võivad neelata tähti paljudes galaktikates, mitte ainult tähelõhkemisjärgsetes süsteemides. Tulemused lahendavad ka "puuduva energia" probleemi. Füüsikud on teoreetiliselt ennustanud, et TDE-d peaksid kiirgama rohkem energiat, kui on tegelikult täheldatud. Kuid MIT-i meeskond ütleb nüüd, et tolm võib lahknevust selgitada. Nad leidsid, et kui tolmuses galaktikas tekib TDE, võib tolm ise absorbeerida mitte ainult optilisi ja röntgenikiirgust, vaid ka äärmuslikku ultraviolettkiirgust koguses, mis on võrdne eeldatava "puuduva energiaga". 18 uut tuvastamist aitavad ka astronoomidel hinnata TDEde esinemise kiirust antud galaktikas. Kui nad arvestavad uusi TDE-sid varasemate tuvastamistega, leiavad nad, et galaktikas kogeb loodete katkemist kord 50,000 XNUMX aasta jooksul. See määr läheneb füüsikute teoreetilistele ennustustele. Rohkemate infrapunavaatluste abil loodab meeskond lahendada TDE-de kiiruse ja neid toidavad mustade aukude omadused. "Inimesed leidsid nendele mõistatustele väga eksootilisi lahendusi ja nüüd oleme jõudnud punkti, kus saame need kõik lahendada," räägib Kara. „See annab meile kindlustunde, et me ei vaja kogu seda eksootilist füüsikat, et seletada seda, mida näeme. Ja me saame paremini hakkama mehaanikaga, kuidas täht laiali rebitakse ja musta auku sisse ahmib. Me mõistame neid süsteeme paremini.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=64534.php