Astronomët zbulojnë shembullin më të afërt të një vrime të zezë që gllabëron një yll

Një herë në çdo 10,000 vjet ose më shumë, qendra e një galaktike ndizet ndërsa vrima e saj e zezë supermasive copëton një yll që kalon. Kjo “ngjarje e ndërprerjes së baticës” ndodh në një ndezje të mirëfilltë, pasi vrima e zezë qendrore tërheq materialin yjor dhe shpërthen sasi të mëdha rrezatimi në proces.

Astronomët dinë për rreth 100 ngjarje të përçarjes së baticës (TDE) në galaktikat e largëta, bazuar në shpërthimin e dritës që mbërrin në teleskopët në Tokë dhe në hapësirë. Shumica e kësaj drite vjen nga rrezet X dhe rrezatimi optik.

Astronomët e MIT, duke kaluar brezat konvencionale të rrezeve X dhe UV/optike, kanë zbuluar një ngjarje të re të ndërprerjes së baticës, që shkëlqen fort në infra të kuqe. Është një nga herët e para që shkencëtarët kanë identifikuar drejtpërdrejt një TDE në gjatësi vale infra të kuqe.

Për më tepër, shpërthimi i ri ndodh të jetë ngjarja më e afërt e ndërprerjes së baticës së vërejtur deri më sot: Shpërthimi u gjet në NGC 7392, një galaktikë që është rreth 137 milionë vite dritë nga Toka, që korrespondon me një rajon në oborrin tonë kozmik që është një e katërta e madhësisë së TDE-së tjetër më të afërt.

Ky flakërim i ri, i emërtuar WTP14adbjsh, nuk u dallua në të dhënat standarde me rreze X dhe ato optike. Shkencëtarët dyshojnë se këto sondazhe tradicionale humbën TDE-në e afërt, jo sepse nuk lëshonte rreze X dhe dritë UV, por sepse ajo dritë u errësua nga një sasi e madhe pluhuri që thithte rrezatimin dhe lëshonte nxehtësi në formën e rrezeve infra të kuqe. energji.

Studiuesit përcaktuan se WTP14adbjsh ndodhi në një galaktikë të re, yje-formuese, në kontrast me shumicën e TDE-ve që janë gjetur në galaktika më të qeta. Shkencëtarët prisnin që galaktikat që formojnë yje duhet të strehonin TDE, pasi yjet që ata nxjerrin do të siguronin shumë lëndë djegëse që vrima e zezë qendrore e një galaktike të gllabëronte. Por vëzhgimet e TDE-ve në galaktikat që formojnë yje ishin të rralla deri më tani.

Studimi i ri sugjeron që sondazhet konvencionale me rreze X dhe optike mund të kenë humbur TDE-të në galaktikat që formojnë yje, sepse këto galaktika prodhojnë natyrshëm më shumë pluhur që mund të errësojë çdo dritë që vjen nga bërthama e tyre. Kërkimi në brezin infra të kuqe mund të zbulojë shumë të tjera, TDE të fshehura më parë në galaktika aktive, yje-formuese.

“Të gjesh këtë TDE afër do të thotë se, statistikisht, duhet të ketë një popullatë të madhe të këtyre ngjarjeve që metodat tradicionale ishin të verbëra,” thotë Christos Panagiotou, një postdoktor në Institutin Kavli për Astrofizikën dhe Kërkimet Hapësinore të MIT. “Pra, ne duhet të përpiqemi t’i gjejmë këto në infra të kuqe nëse duam një pamje të plotë të vrimave të zeza dhe galaktikave të tyre pritëse.”

Një letër që detajon zbulimin e ekipit shfaqet sot në Astrophysical Journal Letters. Bashkautorët e MIT të Panagiotou janë Kishalay De, Megan Masterson, Erin Kara, Michael Calzadilla, Anna-Christina Eilers, Danielle Frostig, Nathan Lourie dhe Rob Simcoe, së bashku me Viraj Karambelkar, Mansi Kasliwal, Robert Stein dhe Jeffry, Zolkower. dhe Aaron Meisner në Laboratorin Kombëtar të Kërkimit të Astronomisë Optike-Infra të kuqe të Fondacionit Kombëtar të Shkencës.

Panagiotou nuk kishte ndërmend të kërkonte për ngjarje të ndërprerjes së baticës. Ai dhe kolegët e tij po kërkonin shenja të burimeve të përgjithshme kalimtare në të dhënat e vëzhgimit, duke përdorur një mjet kërkimi të zhvilluar nga De. Ekipi përdori metodën e De për të kërkuar ngjarje të mundshme kalimtare në të dhënat arkivore të marra nga misioni NEOWISE i NASA-s, një teleskop hapësinor që ka bërë skanime të rregullta të gjithë qiellit që nga viti 2010, në gjatësi vale infra të kuqe.

Ekipi zbuloi një blic të ndritshëm që u shfaq në qiell afër fundit të vitit 2014.

“Ne mund të shihnim se nuk kishte asgjë në fillim,” kujton Panagiotou. “Pastaj papritur, në fund të vitit 2014, burimi u bë më i ndritshëm dhe deri në vitin 2015 arriti një shkëlqim të lartë, pastaj filloi të kthehej në qetësinë e tij të mëparshme.”

Ata gjurmuan blicin në një galaktikë 42 megarparseks nga Toka. Atëherë pyetja ishte, çfarë e nisi atë? Për t’iu përgjigjur kësaj, ekipi mori parasysh shkëlqimin dhe kohën e ndezjes, duke krahasuar vëzhgimet aktuale me modelet e proceseve të ndryshme astrofizike që mund të prodhonin një blic të ngjashëm.

“Për shembull, supernova janë burime që shpërthejnë dhe shkëlqejnë papritmas, pastaj zbresin poshtë, në shkallë të ngjashme kohore me ngjarjet e ndërprerjes së baticës,” vëren Panagiotou. “Por supernova nuk janë aq të ndritshme dhe energjike sa ajo që kemi vërejtur.”

Duke punuar me mundësi të ndryshme se çfarë mund të ishte shpërthimi, shkencëtarët më në fund ishin në gjendje të përjashtonin të gjitha, përveç një: Blici ka shumë të ngjarë të ishte një TDE dhe më i afërti i vëzhguar deri më tani.

“Është një kurbë shumë e pastër drite dhe ndjek me të vërtetë atë që ne presim që të jetë evolucioni i përkohshëm i një TDE,” thotë Panagiotou.

Nga atje, studiuesit hodhën një vështrim më të afërt në galaktikën ku u ngrit TDE. Ata mblodhën të dhëna nga teleskopë të shumtë me bazë në tokë dhe hapësirë, të cilët ndodhën të vëzhgonin pjesën e qiellit ku banon galaktika, në gjatësi vale të ndryshme, duke përfshirë brezat infra të kuqe, optike dhe rrezet X. Me këto të dhëna të grumbulluara, ekipi vlerësoi se vrima e zezë supermasive në qendër të galaktikës ishte rreth 30 milionë herë më e madhe se dielli.

“Kjo është pothuajse 10 herë më e madhe se vrima e zezë që kemi në qendrën tonë galaktike, kështu që është mjaft masive, megjithëse vrimat e zeza mund të marrin deri në 10 miliardë masa diellore,” thotë Panagiotou.

Ekipi zbuloi gjithashtu se vetë galaktika po prodhon në mënyrë aktive yje të rinj. Galaktikat që formojnë yje janë një klasë galaktikash “blu”, në ndryshim nga galaktikat më të qeta “të kuqe” që kanë ndaluar së prodhuari yje të rinj. Galaktikat blu që formojnë yje janë lloji më i zakonshëm i galaktikave në univers.

Galaktikat “jeshile” shtrihen diku midis të kuqes dhe blusë, në atë që, herë pas here ato prodhojnë disa yje. E gjelbërta është lloji më pak i zakonshëm i galaktikave, por çuditërisht, shumica e TDE-ve të zbuluara deri më sot janë gjurmuar në këto galaktika më të rralla. Shkencëtarët kishin luftuar për të shpjeguar këto zbulime, pasi teoria parashikon që galaktikat blu që formojnë yje duhet të shfaqin TDE, pasi ato do të paraqisnin më shumë yje që vrimat e zeza të prishnin.

Por galaktikat që formojnë yje prodhojnë gjithashtu shumë pluhur nga ndërveprimet midis dhe midis yjeve pranë bërthamës së një galaktike. Ky pluhur është i dallueshëm në gjatësi vale infra të kuqe, por mund të errësojë çdo rrezatim me rreze X ose UV që përndryshe do të kapej nga teleskopët optikë. Kjo mund të shpjegojë pse astronomët nuk kanë zbuluar TDE në galaktikat që formojnë yje duke përdorur metoda optike konvencionale.

“Fakti që sondazhet optike dhe me rreze X nuk e humbën këtë TDE ndriçuese në oborrin tonë është shumë ndriçues dhe tregon se këto sondazhe po na japin vetëm një regjistrim të pjesshëm të popullsisë totale të TDE,” thotë Suvi Gezari, astronom dhe kryetar. i Stafit të Shkencës në Institutin Shkencës të Teleskopit Hapësinor në Maryland, i cili nuk ishte i përfshirë në studim. “Përdorimi i sondazheve me rreze infra të kuqe për të kapur jehonën e pluhurit të TDE-ve të errësuar … na ka treguar tashmë se ekziston një popullsi TDE-sh në galaktikat me pluhur, yje-formues që na kanë munguar.”