„Exoplanet Hunter“ mato juodos skylės susmulkintą žvaigždę

NASA egzoplanetų medžioklės palydovas TESS astronomams pateikė priekinės sėdynės eilę, nes juodoji skylė susmulkina arti besiskverbiančią žvaigždę.

Kas atsitiks, kai supermasyvi juodoji skylė susmulkina žvaigždę?

Vienas iš tokių potvynio sutrikimo įvykių (TDE) astronomams parodo, kad vis dar daug nežinome apie šiuos retus, tolimus ir nuostabius reiškinius.

Šis kompiuterio imituotas vaizdas rodo, kad iš juodosios skylės (mažas tamsus taškas viršutinėje kairėje) įkritusi žvaigždė (oranžinė) patenka į dujas. Dalis dujų taip pat dideliu greičiu išmetama į kosmosą (srautas driekiasi dešinėje).
NASA / S. „Gezari“ (JHU) / J. Guillochonas (UCSC)

Sutrikimo atradimas

Paukščių tako tipo galaktika gali pamatyti supernovą kiekvieną šimtmetį, tačiau TDE matyti tik kas 10 000 ar 100 000 metų, gana retai būna, kad juodoji skylė plyšta į arti besiskverbiančią žvaigždę. Paukščių tako tipo galaktika gali pamatyti supernovą kiekvieną šimtmetį. Tačiau dabar automatiniai teleskopai, skenuojantys naktinį dangų, fiksuoja vis daugiau žvaigždžių suskaidymo įvykių, kurie vyksta visoje visatoje.

Tikslas: ASASSN-19bt. Šis įvykis pavadintas „All Sky Sky“ automatizuotu „Supernovae“ tyrimu (ASASSN) - 14 cm ilgio teleskopų robotizuotu tinklu įvairiose vietose visame pasaulyje. 2019 m. Sausio 29 d. Tinklo Pietų Afrikos vienetas pastebėjo galaktiką, kurios branduolys staiga pašviesėjo.

Tinklas automatiškai paskelbė perspėjimą Thomas Holoienui („Carnegie Observatories“), tuo metu dirbusiam Las Campanas observatorijoje Čilėje. Holoienas paslėpė du „Las Campanas“ teleskopus prie ASASSN-19bt, tada paprašė tolesnių stebėjimų iš NASA Neilo Gehrelso Swift observatorijos, Europos kosmoso agentūros „XMM-Newton“, taip pat 1 metro antžeminių teleskopų. kurios yra „Las Cumbres“ observatorijos tinklo dalis, įsteigta visame pasaulyje, kad visą parą stebėtų tokius trumpalaikius įvykius.

Bet stebėjo ir kitas teleskopas: tranzitinis egzoplanetų apžvalgos palydovas (TESS), neseniai paleistas medžioti tranzitines egzoplanetas. Kadangi šis įvykis įvyko dangaus regione, kurį nuo 2018 m. Gruodžio mėn. Beveik nuolat stebėjo (TESS), Holoienas ir jo kolegos galėjo stebėti didžiąją renginio dalį, pradedant tik keliomis dienomis po jo pradžios. Stebėjimus jie paskelbė rugsėjo 27-osios Astrofizikos žurnale (išsamų išankstinį spausdinimą galite rasti čia).

Įprastas renginys?

Daugeliu aspektų ASASSN-19bt stebėjimai rodo kažką kiekvienam TDE, kurį matė astronomai. Žvaigždė pamažu pašviesėja, kai ašaroja pagal juodosios skylės gravitacines jėgas. Spaghetted į ilgą srautą, žvaigždžių liekanos eina dviem keliais - pusė išbėga, o kita pusė sukasi aplink juodąją skylę, galiausiai praranda energiją ir patenka į vidų. Palaipsniui šiukšlės (ir ryški šviesa, kurią matome regimojoje, ultravioletinėje ir Rentgeno bangos ilgiai) išnyks.

Suvi Gezari (Merilando universitetas), nedalyvavęs tyrime, gyrė TESS šviesos kreivės, atspindinčios kintantį įvykio ryškumą laikui bėgant, tikslumą.

„Dabar, - priduria ji, - sunku suprasti, kas lemia šviesos kreivės formą.“ Ar šviesa, kurią matome tiesiai iš žvaigždės liekanų, kai jos tvarkingai liejasi į juodąją skylę? O gal šviesa sklinda per netvarkingą šiukšlių srautą?

Paaiškinti netikėtumą

ASASSN-19bt yra išskirtinis tuo, kad jo temperatūra nukrito nuo uolos, kai prasidėjo stebėjimai su „Swift“ palydovu. Astronomai taip anksti nepastebi kitų TDE, kaip matyti šiame paveiksle. Matuojant šaltinio temperatūrą, „Swift“ ultravioletinė danga buvo nepaprastai svarbi. (Spustelėkite, jei norite padidinti dydį.)
T. Holoien ir kt. / Astrofizikos žurnalas, 2019 m. Rugsėjo 27 d

Astronomai dažniausiai sužinojo ryškiausių įvykių žvaigždes. Bet atlikę TESS ir kitus ankstyvus stebėjimus, astronomai surinko daugiau ankstyvų duomenų apie ASASSN-19bt nei bet kuris kitas iki šiol stebėtas TDE. Proceso metu jie atskleidė dar vieną paslaptį.

Vos pradėjus stebėjimą, „Swift“ palydovo surinkti ultravioletiniai duomenys nustatė, kad šaltinio temperatūra, taip pat jo ultravioletinis spindulys, krito krituliu - vos per kelias dienas nuo 40 000 iki 20 000 kelvinų (71 500–35 500 ºF).

„[Renginys] turėjo turėti ankstesnį maksimumą, kurio mes nepastebėjome, ir, kaip matome, kad jis mažėja“, - aiškina Holoienas. „Mes tiesiog tiksliai nežinome, koks ryškus jis buvo, ar tiksliai tada, kai įvyko tas pirmasis pikas“.

Jei tikrai buvo ankstyvas temperatūros ir ryškumo pikas, tai „gana netikėta“, - priduria Holoienas. Tai iš esmės dėl to, kad joks kitas TDE nuo įvykio pradžios nebuvo pastebėtas taip gerai - astronomai turėjo tik nedaug duomenų apie tai, kas nutinka nuo pirmųjų akimirkų, kai žvaigždė pradeda išsiskirti juodosios skylės gravitaciniame lauke.

Gezari perspėja, kad duomenys apie „Swift“ stebėjimų pradžią yra triukšmingi, o TESS duomenyse nėra ankstyvosios „Swift“ duomenų užuominos. Nepaisant to, pradinio smaigalio užuomina yra intriguojanti, pasak jos, „ir neabejotinai pasisako už greitą ultravioletinių spindulių jaunų TDE vaizdavimą, kad sužinotų, ar šis reiškinys yra ankstyviausių TDE fazių parašas“.

Tai greitai pasikeis. Kai automatizuotos observatorijos nuskaito dangų iš žemės ir kosmoso, o netrukus pasirodys internete, netrukus užfiksuosime visą žvaigždžių suskaidymo renginį.