Подія була помічена в інфрачервоному діапазоні — також уперше — що дає змогу припустити, що подальші пошуки в цьому діапазоні можуть виявити більше подібних сплесків, розповідають в Массачусетському технологічному інституті (MIT).
Як відомо, в центрах багатьох галактик знаходяться надмасивні чорні діри. Раз на 10 000 років або близько того центр такої галактики спалахує, коли надмасивна чорна діра розриває на частини зірку, що пролітає повз. Ця "подія приливного руйнування" (TDE) відбувається буквально блискавично, коли центральна чорна діра втягує зоряний матеріал і при цьому викидає величезну кількість радіації.
Астрономам відомо близько 100 TDE у далеких галактиках, судячи зі спалахів світла, які надходять у телескопи на Землі та в космосі. Велика частина цього світла походить від рентгенівського та оптичного випромінювання.
Астрономи MIT, налаштувавшись поза традиційними рентгенівським та ультрафіолетовим/оптичним діапазонами, виявили нову подію приливного руйнування, що яскраво світиться в інфрачервоному діапазоні. Це один з перших випадків, коли вчені безпосередньо ідентифікували TDE в інфрачервоному діапазоні хвиль.
Ба більше, новий спалах виявився найближчою подією приливного руйнування, яку спостерігали досі: спалах було виявлено в галактиці NGC 7392, яка перебуває на відстані близько 137 мільйонів світлових років від Землі, що відповідає регіону на нашому космічному задньому дворі, знаходячись на 1/4 відстані до наступного найближчого TDE.
Цей новий спалах, що отримав назву WTP14adbjsh, не виділявся на тлі стандартних рентгенівських та оптичних даних. Вчені підозрюють, що ці традиційні дослідження пропустили близький TDE не тому, що він не випромінював рентгенівські та ультрафіолетові промені, а тому, що світло було затулено величезною кількістю пилу, який поглинав випромінювання й виділяв тепло у вигляді інфрачервоної енергії.
Дослідники визначили, що WTP14adbjsh сталася в молодій, зореутворювальній галактиці, на відміну від більшості TDE, які були виявлені в більш спокійних галактиках. Вчені очікували, що в зореутворювальних галактиках повинні відбуватися TDE, оскільки зорі, які вони народжують, дають багато палива для центральної чорної діри галактики. Однак досі спостереження TDE у зореутворювальних галактиках були рідкісними.
Нове дослідження припускає, що звичайні рентгенівські та оптичні дослідження могли пропустити TDE в зореутворювальних галактиках, оскільки ці галактики природним чином виробляють більше пилу, який може затулити світло, що виходить від їхнього ядра. Пошук в інфрачервоному діапазоні може виявити набагато більше раніше прихованих TDE в активних зореутворювальних галактиках.
"Виявлення цієї недалекої TDE означає, що, статистично, має існувати велика популяція таких подій, які традиційні методи не помічають", - каже Крістос Панагіоту, постдок Інституту астрофізики і космічних досліджень імені Кавлі при MIT. "Тому ми повинні спробувати знайти їх в інфрачервоному діапазоні, якщо хочемо отримати повну картину про чорні діри та їхні галактики-господарі".
Стаття з докладним описом відкриття команди з'явилася на днях в Astrophysical Journal Letters. Окрім MIT, співавторами є дослідники з Калтеху та Національної лабораторії оптико-інфрачервоних астрономічних досліджень Національного наукового фонду США.
Спалах можливості
Панагіоту не збирався шукати події, пов'язані з приливними руйнуваннями. Він та його колеги шукали ознаки джерел загальних транзієнтів в архівних даних спостережень, отриманих космічним телескопом NEOWISE, який з 2010 року регулярно сканує все небо в інфрачервоному діапазоні довжин хвиль.
Команда виявила яскравий спалах, що з'явився в небі наприкінці 2014 року.
"Спочатку ми бачили, що там нічого немає", - згадує Панагіоту. "Потім раптово, наприкінці 2014 року, джерело стало яскравішим і до 2015 року досягло високої світності, після чого почало повертатися до колишнього спокою".
Вони простежили спалах до галактики, розташованої за 42 мегапарсеки від Землі. Питання полягало в тому, що стадо поштовхом до його виникнення? Щоб відповісти на це питання, команда розглянула яскравість і час спалаху, порівнюючи фактичні спостереження з моделями різних астрофізичних процесів, які могли б викликати подібний спалах.
"Наприклад, наднові - це джерела, які раптово вибухають і стають яскравими, а потім знову тьмяніють, за часом схожі з подіями приливного руйнування", - зазначає Панагіоту. "Але наднові не такі яскраві та енергійні, як те, що ми спостерігали".
Опрацювавши різні варіанти того, чим міг бути спалах, вчені врешті-решт змогли виключити все, крім одного: Спалах, найімовірніше, був TDE, причому найближчим зі спостережуваних досі.
"Це дуже чиста крива блиску, і вона справді відповідає тому, що ми очікуємо від часової еволюції TDE", - каже Панагіоту.
Червона чи зелена
Після цього дослідники пильніше поглянули на галактику, в якій виникла TDE. Вони зібрали дані з кількох наземних і космічних телескопів, які спостерігали ту частину неба, де розташована галактика, у різних діапазонах довжин хвиль, включно з інфрачервоним, оптичним і рентгенівським. На основі цих накопичених даних команда оцінила, що надмасивна чорна діра в центрі галактики приблизно у 30 мільйонів разів масивніша за Сонце.
"Це майже в 10 разів більше, ніж чорна діра в центрі нашої галактики, тож вона доволі масивна, хоча чорні діри можуть досягати 10 мільярдів сонячних мас", - каже Панагіоту.
Команда також виявила, що сама галактика активно виробляє нові зорі. Зореутворювальні галактики - це клас "синіх" галактик, на відміну від більш спокійних "червоних" галактик, які перестали виробляти нові зорі. Зореутворювальні сині галактики - найпоширеніший тип галактик у Всесвіті.
"Зелені" галактики перебувають десь між червоними і синіми, оскільки час від часу вони продукують кілька зірок. Зелені галактики - найменш поширений тип галактик, але цікаво, що більшість TDE, виявлених на сьогодні, були виявлені в цих рідкісних галактиках. Вчені намагалися пояснити ці виявлення, оскільки теорія пророкує, що сині зореутворювальні галактики повинні демонструвати TDE, оскільки в них більше зірок для руйнування чорними дірами.
Але зореутворювальні галактики також виробляють багато пилу в результаті взаємодії між зорями поблизу ядра галактики. Цей пил виявляється в інфрачервоному діапазоні, але він може затьмарювати рентгенівське або ультрафіолетове випромінювання, яке в іншому разі було б зафіксовано оптичними телескопами. Це може пояснити, чому астрономи не виявили TDE в зореутворювальних галактиках за допомогою звичайних оптичних методів.
"Той факт, що оптичні та рентгенівські дослідження пропустили цю TDE, що світиться, на нашому власному задньому дворі, є дуже наочним і показує, що ці дослідження дають нам лише частковий перепис усієї популяції TDE", - каже Суві Гезарі, молодший астроном та голова наукового відділу Наукового інституту космічного телескопа у Мериленді, який не брав участі в дослідженні. "Використання інфрачервоних досліджень для уловлювання пилової луни затуманених TDE... вже показало нам, що існує популяція TDE в запорошених, зореутворювальних галактиках, яку ми упустили".
Статья на русском языке
Коментарі
Дописати коментар