Interested Article - Событие приливного разрушения

Событие приливного разрушения ( англ. tidal disruption event , TDE ), также известное как вспышка приливного разрушения , — астрономическое явление , которое происходит, когда звезда приближается достаточно близко к горизонту событий сверхмассивной чёрной дыры и разрывается на части приливными силами чёрной дыры, претерпевая спагеттификацию .

Предположение

По данным ранних работ (см. раздел История), события приливного разрушения должны быть неизбежным следствием активности массивных чёрных дыр, скрытых в центрах галактик. Исходя из этого, теоретики пришли к выводу, что итоговые взрывы или вспышки излучения, обусловленные аккрецией звёздного мусора, могут быть уникальными указателями на наличие спящих чёрных дыр в центрах обычных галактик.

История

Впервые в 1971 году теоретик Джон А. Уилер предположил, что распад звезды в эргосфере вращающейся чёрной дыры может вызывать ускорение выпущенного газа до околосветовой (релятивистской) скорости с помощью так называемого «эффекта тюбика зубной пасты». Уилеру удалось применить релятивистское обобщение классической задачи ньютоновского приливного распада в окрестности Шварцшильдовской или Керровской чёрной дыры (без осевого вращения или с ним, [ см. Fishbone (1973) и Mashhoon (1975, 1977) ]). Но в этих ранних работах рассматривалась только несжимаемая модель звезды и/или звезды, слегка проникающие в предел Роша , таким образом, пропуская только приливы малых амплитуд или, в лучшем случае, только латентные явления разрушения (т.е. будущие события приливных разрушений).

В 1976 году в MNRAS астрономы Юхан Франк и Мартин Рис из Кембриджского института астрономии впервые представили «эффект массивных чёрных дыр в звёздных системах», который определяет критический радиус, при котором нарушается движение звёзд и их буквально засасывает в чёрную дыру, предполагая, что можно наблюдать эти события в некоторых галактиках. Однако в то время английские исследователи не предложили каких-либо точных моделей или симуляции.

Это гипотетическое предсказание и отсутствие теоретического инструментария вызвало любопытство Жана-Пьера Люмине и Брэндона Картера из Парижской обсерватории, которые, в начале 1980-х годов, изобрели концепцию приливного разрушения. Их первые работы были опубликованы в 1982 году в журнале «Nature» и в 1983 году в "Astronomy & Astrophysics" . Авторам удалось описать приливные возмущения в центрах активных ядер галактик (АЯГ) , основываясь на модели «взрыва звёздного блина» («stellar pancake outbreak»), используя выражение Люмине, модель, описывающую волну поля, создаваемого «большой чёрной дырой» — скажем, сверхмассивной — и эффект, который они называют «взрыв блина», который определяет выброс излучения, создаваемый в результате этих возмущений.

Затем, в 1986 году, Люмине и Картер опубликовали в журнале «Astrophysical Journal Supplement» важную статью из 29 страниц, на которых они проанализировали все случаи событий приливного разрушения и не только 10% производящих «спагеттификацию», но и другие, называемые «блины flambées» («pancakes flambées»).

Лишь десять лет спустя, в 1990 году, рентгеновское исследование НАСА «All Sky», которое производилось спутником ROSAT , обнаружило первых кандидатов, восприимчивых к приливному разрушению. С тех пор было обнаружено более дюжины кандидатов, включая более активные источники в ультрафиолетовом или видимом диапазоне, по причинам, которые остались загадочными.

Открытие

Теория Люмине и Картера была подтверждена при наблюдении ярких вспышек, возникших вследствие аккреции звёздного мусора массивным объектом, расположенным в самом сердце активного ядра галактики (напр. NGC 5128 или NGC 4438 ), а также в самом сердце Млечного Пути ( Стрелец A* ). Теория приливного разрушения звёзд также объясняет сверхизлучающую сверхновую , более известную под обозначением ASASSN-15lh. ASASSN-15lh — сверхновая, которая взорвалась прямо перед тем, как её поглотил горизонт событий массивной чёрной дыры.

Сегодня все события приливного разрушения звёзд перечислены в «Открытом каталоге TDE» , ведущимся Гарвардским центром астрофизики, который имеет 87 статей с 1999 года.

Теоретическое объяснение событий приливного разрушения было окончательно описано в 2004 году Стефани Комосса из Института Макса Планка (MPE / MPG), а затем снова в 2014 году. Отметим также работу команд Suvi Gezari (2006), Geoffrey C. Bower (2011), J. Guillochon и E.Ramirez-Ruiz (2015), а также Jane Dai с соавторами (2018).

Новые наблюдения

В сентябре 2016 года команда из Университета науки и технологии Китая объявила, что на основе данных, полученных телескопом НАСА WISE , было обнаружено событие приливного разрушения звезды в известной чёрной дыре; команда Университета Джонса Хопкинса (США) обнаружила три дополнительных события ^{[

когда?

]} . В обоих случаях астрономы предположили, что релятивистская струя , создаваемая умирающей звездой, будет излучать ультрафиолетовое и видимое излучение, которое будет поглощаться пылью вокруг чёрной дыры, а затем излучаться в виде инфракрасного излучения. Также астрономы пришли к выводу, что задержка между ультрафиолетовым и рентгеновским свечением струи и инфракрасным свечением пыли может быть использована для оценки размеров чёрной дыры, пожирающей звезду.

Примечания

Merloni A. et al. A tidal disruption flare in a massive galaxy? Implications for the fueling mechanisms of nuclear black holes (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . — Oxford University Press , 2015. — Vol. 452 . — P. 69 . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : .
. Universe today (28 января 2015). Дата обращения: 1 февраля 2015. 1 февраля 2015 года.
. Дата обращения: 1 февраля 2015. Архивировано из 2 июня 2016 года.
Suvi; Gezari. Tidal Disruption Events (англ.) // (англ.) ( . — 2013. — 11 June ( vol. 43 , no. 5—6 ). — P. 351—355 . — doi : . — Bibcode : .
Wheeler J.A. (1971). (PDF) . Pontificae Academiae Scientarum Scripta Varia . 35 : 539–582. (PDF) из оригинала 2 февраля 2022 . Дата обращения: 2 февраля 2022 .
Frank J., Rees M. J. (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . — Oxford University Press , 1976. — Vol. 176 , no. 3 . — P. 633—647 . — doi : . — Bibcode : . 2 февраля 2022 года.
Carter B., Luminet J. P. Pancake detonation of stars by black holes in galactic nuclei (англ.) // Nature. — 1982. — Vol. 296 , no. 5854 . — P. 211—214 . — doi : . — Bibcode : .
Carter B., Luminet J.-P. (англ.) // Astronomy and Astrophysics . — 1983. — Vol. 121 , no. 1 . — P. 97-113 . — Bibcode : . 2 февраля 2022 года.
Luminet J.-P., Carter B. (англ.) // The Astrophysical Journal . — IOP Publishing , 1986. — Vol. 61 . — P. 219-248 . — doi : . — Bibcode : . 2 февраля 2022 года.
. Дата обращения: 19 декабря 2018. 9 августа 2020 года.
. Дата обращения: 19 декабря 2018. 23 января 2019 года.
Gray, Richard (2016-09-16). . Daily Mail . из оригинала 17 сентября 2016 . Дата обращения: 16 сентября 2016 .
van Velzen S. et al. Discovery of transient infrared emission from dust heated by stellar tidal disruption flares (англ.) // The Astrophysical Journal . — IOP Publishing , 2016. — 15 September ( vol. 829 , no. 1 ). — doi : . — Bibcode : . — arXiv : .
Ning, Jiang et al. The Wide-field Infrared Survey Explorer Detection of an Infrared Echo in Tidal Disruption Event (англ.) // The Astrophysical Journal . — IOP Publishing , 2016. — 1 September ( vol. 828 , no. 1 ). — doi : . — Bibcode : . — arXiv : .