Un buco nero “rutta” alla metà della velocità della luce, anni dopo aver divorato una stella

Ingrandisci / Illustrazione artistica di un evento di disturbo delle maree mentre un buco nero supermassiccio fa girare una stella.

DESY, Laboratorio di Comunicazione Scientifica

Nell’ottobre 2018, gli astronomi hanno rilevato il bagliore luminoso di una stella lacerata da un buco nero 20 milioni di volte più grande del nostro sole a 665 milioni di anni luce di distanza – il cosiddetto “evento di disturbo di marea(TDE) doppiato AT2018hyz. Ma a parte questo, l’evento sembrava insignificante e, dopo alcuni mesi di osservazione del buco nero nella luce visibile, il TDE è svanito e gli astronomi hanno continuato. Ma AT2018hyz aveva in serbo una sorpresa. Dopo quasi tre anni, il buco nero è tornato improvvisamente in vita, sconcertando gli astronomi, secondo A nuova carta Pubblicato su The Astrophysical Journal.

“Questo ci ha completamente sorpreso: nessuno aveva mai visto niente del genere”, ha detto il coautore Yvette Sindis Dall’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Ha paragonato l’insolito comportamento alimentare di un buco nero al “ruttare” dopo aver mangiato un pasto pesante. “È come se questo buco nero avesse improvvisamente iniziato a ruttare un mucchio di materiale dalla stella che lo ha mangiato anni fa”. Ciò indica che il flusso ritardato è più comune di quanto gli astronomi si aspettassero in precedenza. Il gruppo continuerà a monitorare il TDE mentre si sviluppa e sta conducendo uno studio sistematico su un campione molto più ampio di TDE.

come siamo Ho accennato primaÈ un malinteso comune che i buchi neri si comportino Come gli aspirapolvere cosmici, assorbono avidamente qualsiasi sostanza nell’ambiente circostante. In effetti, solo le cose oltre l’orizzonte degli eventi, inclusa la luce, vengono inghiottite e non possono sfuggire, sebbene anche i buchi neri siano mangiatori caotici. Ciò significa che parte della sostanza corporea viene già espulsa con un forte getto.

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In un TDE, la stella (o “spaghetti”) viene affettata dalle forti forze gravitazionali di un buco nero al di fuori dell’orizzonte degli eventi, e una porzione della massa originaria della stella viene espulsa violentemente verso l’esterno. Questo, a sua volta, può essere formato anello rotante del materiale (aka Disco di accumulo) attorno al buco nero emettendo potenti raggi X e luce visibile. I getti sono un modo in cui gli astronomi possono dedurre indirettamente l’esistenza di un buco nero. Le emissioni di deflusso di solito si verificano poco dopo il TDE.

quando AT2018hyz è stato rilevato per la prima volta e nei primi mesi i radiotelescopi non hanno rilevato alcuna firma dell’emissione di materiale in streaming. Secondo Cendes, questo è vero per circa l’80% dei TDE, quindi gli astronomi sono andati avanti, preferendo usare il tempo prezioso del telescopio per ottenere oggetti più interessanti. Ma lo scorso giugno, Cendes e il suo gruppo hanno deciso di tornare a diversi TDE negli ultimi anni che non avevano mostrato emissioni prima, utilizzando i dati radio del Very Large Array (VLA). Ed ecco, AT2018hyz stava illuminando il cielo ancora una volta.

Ingrandisci / La “pazza” curva di luce lampeggiante dell’AT2018hyz.

Y.Cendes et al., 2022

“Studiamo il TDE con i radiotelescopi da più di un decennio e a volte scopriamo che emette fluorescenza nelle onde radio mentre emette materiale mentre un buco nero consuma la stella per la prima volta”, Il coautore Edo Berger ha detto:, astronomo dell’Università di Harvard e del Center for Astrophysics. “Ma ad AT2018hyz, c’è stato silenzio radio per i primi tre anni, e ora è drammaticamente illuminato per diventare uno dei TDE radiofonici più brillanti di sempre”.

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Il passo successivo è stato quello di far avanzare quello che è noto come “tempo stimato di uscita” su diversi telescopi attraverso un ampio spettro di lunghezze d’onda. “Quando trovi qualcosa di così inaspettato, non vedi l’ora che il ciclo regolare di proposte di telescopi lo osservi”, disse Cindi. Tali richieste sono state immediatamente accettate, fornendo al team i dati del VLA, dell’ALMA Observatory in Cile, del MeerKAT in Sud Africa, dell’Australian Telescope Compact Array (ATCA) in Australia, nonché del Chandra X-Ray Space Observatory e del Neil Gehrells Swift Observatory .

L’analisi di tutti quei dati ha rivelato che AT2018hyz stava vomitando materiale a ben 1,4 millijanskiy a 5 GHz. “Per coloro che non parlano alla radio, questo è Hella Bright!” Cindi ha twittato In una serie esplicativa lo scorso giugno, quando è uscita la versione iniziale, chiamato “La più grande scoperta della mia vita, questa è la sua Inizio Visto prima da TDE, non era certo in ritardo di qualche anno. (Fatto divertente: Cendes e suo marito alias AT2018hyz Jetty—un’abbreviazione di “Jetty McJetFace.”)

TDE è stato un evento in corso di recente, lo scorso aprile. “Pensiamo che questo sia materiale stellare che era presente in un disco di accrescimento dopo che si è distrutto”, Cindi ha twittato ieri. Ma il motivo per cui ci sono voluti due anni prima che questo afflusso folle si verificasse è un mistero.

Una possibilità, secondo Cendes, è che la densità del deflusso sia cambiata improvvisamente, ma i dati non lo supportano. Inoltre, non supporta la possibilità che un aereo si sia verificato poco dopo il TDE, ma gli astronomi non lo hanno rilevato immediatamente perché non era puntato sulla Terra. La luce aumentò molto rapidamente. Cendes ha anche considerato la possibilità che deflussi separati interagiscano in modo insolito, ma ha concluso che non è nemmeno uno scenario probabile.

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“Lo scenario più probabile è qualcosa chiamato ‘cambiamento di stato’, in cui il disco di accrescimento attorno al buco nero si sposta in un altro tipo di deflusso”, Cindi ha twittato. “Li vediamo attorno ai buchi neri più piccoli della nostra galassia con stelle donatrici che forniscono loro materiale chiamato binari a raggi X. Quindi, se questi cambiamenti possono verificarsi in buchi neri di dimensioni stellari nelle nostre galassie, perché non attorno ai buchi neri supermassicci che hanno ottenuto un iniezione? Da una sostanza da una stella?”

Ma se è così, ci deve essere un eccesso significativo di raggi X – e nemmeno i dati lo mostrano. “Dove ci lascia? Non lo sappiamo!” Concluse Cindi. “Cosa eravamo? un atto So che AT2018hyz sta facendo qualcosa di inaspettato e mai visto prima in un buco nero e continueremo a monitorarlo con tutto ciò che abbiamo. Speriamo che le note aggiuntive ci aiutino a svelare i misteri”.

DOI: The Astrophysical Journal, 2022. 10.3847 / 1538-4357 / ac88d0 (Informazioni sui DOI).

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