В центре нашей галактики находится Сверхмассивная черная дыра (SMBH), известная как Стрелец А. Основываясь на текущих наблюдениях, астрономы определили, что этот SMBH имеет диаметр 44 миллиона км (27,34 миллиона миль) в диаметре и оценивается в 4,31 миллиона солнечных масс. Иногда звезда будет слишком близко подходить к Саг А и разорваться на части в результате насильственного процесса, известного как событие разрушения прилива (TDE).
Эти события вызывают выброс ярких вспышек излучения, которые позволяют астрономам знать, что звезда была поглощена. К сожалению, в течение десятилетий астрономы не могли отличить эти события от других галактических явлений. Но благодаря новому исследованию, проведенному международной группой астрофизиков, астрономы теперь имеют единую модель, которая объясняет недавние наблюдения этих экстремальных явлений.
Исследование - которое недавно появилось в Астрофизические Журнальные Письма под названием «Единая модель событий приливов и отливов» - под руководством доктора Джейн Ликсин Дай, физика из Центра темной космологии Института Нильса Бора. К ней присоединились члены Объединенного института космических наук Университета Мэриленда и Калифорнийского университета Санта-Крус (UCSC).
Как Энрико Рамирес-Руис - профессор и руководитель кафедры астрономии и астрофизики в Калифорнийском университете в Санта-Крус, профессор Нильса Бора в Копенгагенском университете и соавтор статьи - объяснил в пресс-релизе UCSC:
«Только за последнее десятилетие или около того мы смогли отличить TDE от других галактических явлений, и новая модель предоставит нам базовую основу для понимания этих редких событий».
В большинстве галактик SMBH не активно потребляют какой-либо материал и, следовательно, не излучают никакого света, что отличает их от галактик, которые имеют активные галактические ядра (AGN). Поэтому приливные разрушения случаются редко, они происходят только один раз каждые 10 000 лет в типичной галактике. Однако, когда звезда разрывается, это приводит к выделению интенсивного количества радиации. Как объяснил доктор Дай:
«Интересно посмотреть, как материалы попадают в черную дыру в таких экстремальных условиях. Поскольку черная дыра поглощает звездный газ, испускается огромное количество радиации. Излучение - это то, что мы можем наблюдать, и используя его, мы можем понять физику и вычислить свойства черной дыры. Это делает чрезвычайно интересным охоту на приливы и отливы ».
За последние несколько лет было обнаружено несколько десятков кандидатов на приливно-отливные явления (TDE) с использованием широкополевых оптических и УФ-переходных исследований, а также рентгеновских телескопов. Хотя ожидается, что физика будет одинаковой для всех TDE, астрономы отметили, что существует несколько различных классов TDE. В то время как некоторые излучают в основном рентгеновские лучи, другие излучают в основном видимый и ультрафиолетовый свет.
В результате теоретики изо всех сил пытались понять наблюдаемые разнообразные свойства и создать целостную модель, которая может объяснить их все. Ради своей модели доктор Дай и ее коллеги объединили элементы общей теории относительности, магнитных полей, излучения и газовой гидродинамики. Команда также опиралась на самые современные вычислительные инструменты и некоторые недавно приобретенные крупные компьютерные кластеры, финансируемые Фондом Villum для Йенса Хьорта (глава DARK Cosmology Center), Национальным научным фондом США и НАСА.
Используя полученную модель, команда пришла к выводу, что именно угол обзора наблюдателя учитывает различия в наблюдении. По сути, различные галактики ориентированы случайным образом по отношению к наблюдателям на Земле, которые видят различные аспекты TDE в зависимости от их ориентации. Как объяснил Рамирес-Руис:
«Это как завеса, которая покрывает часть зверя. С некоторых точек зрения мы видим обнаженного зверя, но с других точек зрения мы видим укрытого зверя. Зверь такой же, но наше восприятие разное ».
Ожидается, что в ближайшие годы ряд запланированных исследовательских проектов предоставит гораздо больше данных о TDE, что поможет расширить область исследований этого явления. Они включают в себя переходную съемку эксперимента над молодой сверхновой (YSE), которая будет проводиться Космологическим центром DARK в Институте Нильса Бора и Калифорнийского университета в Санта-Крузе, а также Телескопами большой синоптической съемки (LSST), строящимися в Чили.
По словам доктора Дая, эта новая модель показывает, что астрономы могут ожидать при просмотре TDE под разными углами, и позволит им вписать различные события в согласованную структуру. «Мы будем наблюдать от сотен до тысяч приливов и отливов через несколько лет», - сказала она. «Это даст нам много« лабораторий »для тестирования нашей модели и использования ее, чтобы понять больше о черных дырах».
Это улучшенное понимание того, как черные дыры иногда поглощают звезды, также обеспечит дополнительные тесты для общей теории относительности, исследования гравитационных волн и поможет астрономам узнать больше об эволюции галактик.
