천문학자들은 근처 별을 삼키는 18개의 블랙홀을 발견했습니다.

천문학자들은 근처 별을 삼키는 18개의 블랙홀을 발견했습니다.

타임 스탬프 : 29 년 2024 월 12 일 오후 04:XNUMX
소스 노드 : 3088799
29년 2024월 XNUMX일 (나노 워크 뉴스) 별을 파쇄하는 블랙홀은 찾는 방법만 알면 하늘 어디에나 있습니다. 이는 MIT 과학자들의 새로운 연구에서 나온 메시지 중 하나입니다. 천체 물리학 저널 (“A New Population of Mid-Infrared-Selected Tidal Disruption Events: Implications for Tidal Disruption Event Rates and Host Galaxy Properties”). 이 연구의 저자들은 18개의 새로운 조수 붕괴 사건(TDE)의 발견을 보고하고 있습니다. 이는 근처의 별이 블랙홀로 끌어당겨 산산조각이 나는 극단적인 사례입니다. 블랙홀이 축제를 벌이면서 전자기 스펙트럼에 걸쳐 엄청난 양의 에너지를 방출합니다. 천문학자들은 광학 및 X선 대역에서 특징적인 폭발을 찾아 이전의 조수 붕괴 사건을 감지했습니다. 현재까지 이러한 검색을 통해 근처 우주에서 약 XNUMX개의 별이 부서지는 사건이 밝혀졌습니다. MIT 팀의 새로운 TDE는 우주에 알려진 TDE 카탈로그의 두 배 이상입니다. 조수 붕괴 사건 MIT 과학자들은 18개의 새로운 조석 붕괴 사건(TDE)을 확인했습니다. 이는 근처의 별이 블랙홀로 끌어당겨 산산조각이 나는 극단적인 사례입니다. 이번 탐지는 근처 우주에서 알려진 TDE 수의 두 배 이상입니다. (Megan Masterson, Erin Kara 등 제공) 연구원들은 색다른 대역인 적외선을 관찰하여 이전에 "숨겨진" 사건을 발견했습니다. 광학 및 X선 폭발을 방출하는 것 외에도 TDE는 적외선 복사를 생성할 수 있으며, 특히 중앙 블랙홀이 은하 잔해로 둘러싸인 "먼지가 많은" 은하에서 더욱 그렇습니다. 이 은하계의 먼지는 일반적으로 광학 및 X선 빛과 이 대역의 TDE 징후를 흡수하고 가리게 됩니다. 이 과정에서 먼지도 가열되어 감지 가능한 적외선을 생성합니다. 따라서 연구팀은 적외선 방출이 조수 붕괴 사건의 신호로 작용할 수 있음을 발견했습니다. 적외선 대역을 조사함으로써 MIT 팀은 이전에 그러한 사건이 숨겨져 있던 은하에서 더 많은 TDE를 찾아냈습니다. 18개의 새로운 사건은 하늘에 흩어져 있는 다양한 유형의 은하계에서 발생했습니다. "이러한 광원의 대부분은 광학 밴드에 나타나지 않습니다."라고 MIT Kavli 천체물리학 및 우주 연구 연구소의 대학원생이자 수석 저자인 Megan Masterson이 말했습니다. "TDE를 전체적으로 이해하고 이를 사용하여 초대형 블랙홀 인구 통계를 조사하려면 적외선 대역을 조사해야 합니다." 다른 MIT 저자로는 Kishalay De, Christos Panagiotou, Anna-Christina Eilers, Danielle Frostig, Robert Simcoe, MIT 물리학 조교수 Erin Kara가 있으며, 독일의 Max Planck 외계 물리학 연구소를 포함한 여러 기관의 공동 작업자도 있습니다.

열 스파이크

팀은 최근 적외선 관측을 통해 검색을 통해 가장 가까운 TDE를 감지했습니다. 이 발견은 천문학자들이 활발하게 먹이를 공급하는 블랙홀을 검색할 수 있는 새로운 적외선 기반 경로를 열었습니다. 첫 번째 발견으로 인해 그룹은 더 많은 TDE를 찾아 나섰습니다. 새로운 연구를 위해 연구원들은 NASA의 광시야 적외선 측량 탐색기(Wide-field Infrared Survey Explorer)의 갱신 버전인 NEOWISE에서 수행한 보관 관측 자료를 검색했습니다. 이 위성 망원경은 2009년에 발사되었으며 잠시 중단된 후 계속해서 적외선 "과도" 또는 짧은 폭발을 찾기 위해 전체 하늘을 스캔했습니다. 팀은 공동 저자인 Kishalay De가 개발한 알고리즘을 사용하여 임무의 보관된 관찰 내용을 조사했습니다. 이 알고리즘은 적외선 방출의 일시적인 폭발 징후일 가능성이 있는 적외선 방출 패턴을 선택합니다. 그런 다음 팀은 200억 파섹, 즉 600억 광년 내에 알려진 모든 근처 은하 목록과 플래그가 지정된 과도 현상을 상호 참조했습니다. 그들은 적외선 과도 현상이 약 1,000개의 은하까지 추적될 수 있다는 것을 발견했습니다. 그런 다음 그들은 각 은하의 적외선 폭발 신호를 확대하여 신호가 활성 은하핵이나 초신성과 같은 TDE 이외의 소스에서 발생했는지 확인했습니다. 이러한 가능성을 배제한 후 팀은 나머지 신호를 분석하여 TDE의 특징인 적외선 패턴을 찾았습니다. 즉, 블랙홀이 찢어지는 과정을 반영하는 날카로운 스파이크와 점진적인 하락이 뒤따릅니다. 별은 갑자기 주변 먼지를 약 1,000켈빈까지 가열한 후 점차 냉각됩니다. 이 분석을 통해 조수 붕괴 사건에 대한 18개의 "깨끗한" 신호가 밝혀졌습니다. 연구자들은 각 TDE가 발견된 은하계를 조사한 결과, 먼지가 많은 은하계를 포함하여 하늘 전체에 걸쳐 다양한 시스템에서 발생하는 것을 확인했습니다. Masteron은 "하늘을 올려다보며 많은 은하계를 본다면 TDE가 대표적으로 발생할 것입니다."라고 말합니다. "사람들이 광학 및 X선 검색에만 기초하여 생각했던 것처럼 이러한 현상이 한 유형의 은하계에서만 발생하는 것은 아닙니다." 이번 연구에 참여하지 않은 하버드 대학교 천문학 교수 에도 버거(Edo Berger)는 “이제 먼지를 뚫고 근처 TDE에 대한 인구 조사를 완료하는 것이 가능해졌습니다.”라고 말했습니다. "이 작업의 특히 흥미로운 측면은 대규모 적외선 조사를 통한 후속 연구의 잠재력이며, 이를 통해 어떤 발견이 나올지 기대됩니다."

먼지가 많은 솔루션

팀의 발견은 조수 붕괴 사건 연구에서 몇 가지 주요 질문을 해결하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 이 작업 이전에 천문학자들은 이전에 별을 형성하는 공장이었지만 이후 정착된 "성화 이후" 시스템인 한 유형의 은하계에서 TDE를 대부분 보았습니다. 이 은하 유형은 희귀하며 천문학자들은 왜 TDE가 이러한 희귀한 시스템에서만 나타나는지 의아해했습니다. 이러한 시스템에는 상대적으로 먼지가 없기 때문에 TDE의 광학 또는 X선 방출을 자연스럽게 감지하기가 더 쉽습니다. 이제 천문학자들은 적외선 대역을 관찰함으로써 더 많은 은하계에서 TDE를 볼 수 있습니다. 팀의 새로운 결과는 블랙홀이 항성 폭발 이후 시스템뿐만 아니라 다양한 은하계의 별을 삼킬 수 있음을 보여줍니다. 이번 발견은 또한 "에너지 누락" 문제도 해결했습니다. 물리학자들은 이론적으로 TDE가 실제로 관찰된 것보다 더 많은 에너지를 방출해야 한다고 예측했습니다. 그러나 MIT 팀은 이제 먼지가 불일치를 설명할 수 있다고 말합니다. 그들은 먼지가 많은 은하에서 TDE가 발생하면 먼지 자체가 광학 및 X-선 방출뿐만 아니라 추정된 "잃어버린 에너지"에 해당하는 극자외선 복사도 흡수할 수 있다는 것을 발견했습니다. 18개의 새로운 발견은 또한 천문학자들이 특정 은하에서 TDE가 발생하는 속도를 추정하는 데 도움이 됩니다. 이전 탐지와 함께 새로운 TDE를 계산할 때 그들은 은하계가 50,000년마다 한 번씩 조수 붕괴 사건을 경험한다고 추정합니다. 이 비율은 물리학자들의 이론적 예측에 더 가깝습니다. 더 많은 적외선 관측을 통해 팀은 TDE의 비율과 이를 구동하는 블랙홀의 특성을 해결하기를 희망합니다. Kara는 "사람들은 이러한 퍼즐에 대해 매우 특이한 해결책을 생각해 냈고 이제 우리는 모든 문제를 해결할 수 있는 지점에 도달했습니다"라고 말했습니다. “이것은 우리가 보고 있는 것을 설명하기 위해 이 모든 이국적인 물리학이 필요하지 않다는 확신을 줍니다. 그리고 우리는 어떻게 별이 블랙홀에 의해 찢어지고 삼켜지는지 뒤에 있는 역학을 더 잘 이해할 수 있습니다. 우리는 이러한 시스템을 더 잘 이해하고 있습니다.”

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