Більшість подій припливного руйнування (TDE) зазвичай виявляють за допомогою часових оптичних і м’яко-рентгенівських спостережень. Однак ці спостереження можуть бути обмежені через значне затемнення, спричинене різними факторами. У таких випадках інфрачервоний (ІЧ) спектр стає потужним інструментом для виявлення TDE.
Нещодавно астрономи провели систематичний пошук у даних від орбітального телескопа NEOWISE в середньому ІЧ-діапазоні для виявлення близьких затемнених TDE. Вони знайшли 18 нових подій припливного руйнування — екстремальні випадки, коли недалеку зорю припливним потоком затягує в чорну діру і розриває на шматки, розповідають OstanniPodii.com.
Коли чорна діра поглинає матеріал під час цієї події, вона випускає величезний сплеск енергії в електромагнітному спектрі. Астрономи зазвичай виявляють TDE, шукаючи закономірні сплески в оптичному та рентгенівському діапазонах. Досі ці пошуки виявили близько дюжини подій подрібнення зір у близькому Всесвіті. Однак команда з Массачусетського технологічного інституту, Інституту Макса Планка та кількох інших установ розширила цей каталог, більш ніж подвоївши кількість відомих TDE.
Дослідники виявили ці раніше непомічені події, вивчаючи нетрадиційний діапазон: інфрачервоний спектр. На додаток до випромінювання оптичних і рентгенівських спалахів, TDE можуть виробляти інфрачервоне випромінювання, особливо в “пилових” галактиках з центральною чорною дірою, оточеною галактичним сміттям. Пил у таких галактиках має властивість поглинати та блокувати оптичне та рентгенівське світло, що ускладнює виявлення TDE у цих діапазонах.
Однак пил нагрівається в процесі, генеруючи інфрачервоне випромінювання, яке можна виявити. Команда встановила, що інфрачервоне випромінювання може вказувати на події, пов’язані з припливними хвилями, пропонуючи новий і цінний метод для виявлення таких явищ.
Команда успішно ідентифікувала значно більшу кількість приливних збурень (TDE), використовуючи інфрачервоний діапазон. Цей підхід дозволив їм виявити 18 нових TDE, які раніше були приховані та відбувалися в галактиках зовсім різного типу, які розкидані по небу.
Провідний автор Меган Мастерсон, аспірантка Інституту астрофізики і космічних досліджень ім. Кавлі при MIT, сказала: “Більшість з цих джерел не з’являються в оптичному діапазоні. Якщо ви хочете зрозуміти TDE й використовувати їх для дослідження демографії надмасивних чорних дір, вам потрібно шукати в інфрачервоному діапазоні”.
Для свого нещодавнього дослідження вчені шукали архівні спостереження з NEOWISE, оновленої версії широкопольного інфрачервоного телескопа НАСА. Вони застосували алгоритм, розроблений співавтором Кішалаєм Де, який виявив закономірності в інфрачервоному випромінюванні, що вказують на короткий сплеск (транзієнт) інфрачервоного випромінювання.
Потім команда зіставила позначені транзієнти з каталогом усіх відомих найближчих галактик у радіусі 600 мільйонів світлових років (200 мегапарсек). Цей комплексний пошук виявив близько 1 000 галактик, пов’язаних з інфрачервоними транзієнтами.
Далі дослідники вивчили сигнали від інфрачервоного спалаху кожної галактики, щоб визначити, чи не походить він від іншого джерела, ніж TDE, наприклад, від активного галактичного ядра або наднової. Після виключення цих можливостей команда проаналізувала решту сигналів, шукаючи інфрачервону закономірність, характерну для TDE.
Ця закономірність зазвичай включає різкий стрибок, за яким слідує поступове падіння, що відображає процес, коли чорна діра, розриваючи зорю, швидко нагріває навколишній пил приблизно до 1000 кельвінів, перш ніж поступово охолоджується.
Цей аналіз виявив 18 “чистих” сигналів припливних руйнувань. Дослідники вивчили галактики, в яких було виявлено кожен з них, і побачили, що вони відбуваються в різних системах, включаючи запилені галактики, по всьому небу.
Відкриття команди підносить важливі питання у вивченні подій припливного руйнування. Раніше TDE в основному спостерігалися в певному типі галактик, які колись були зореутворювальними, але відтоді стали спокійними. Такі галактики трапляються рідко, і астрономи були спантеличені очевидною концентрацією TDE в цих системах. Причина полягала в тому, що ці системи після спалаху зореутворення мають відносно низький вміст пилу, що полегшує виявлення оптичного або рентгенівського випромінювання від TDE.
Однак використання інфрачервоного діапазону дозволило команді виявити TDE в ширшому діапазоні галактик. Нові результати демонструють, що чорні діри можуть поглинати зорі в різних типах галактик, а не лише в системах зі згаслим зореутворенням.
Крім того, результати дослідження пропонують розв’язання проблеми “відсутньої енергії” у спостереженнях TDE. Теоретично очікувалося, що TDE випромінюють більше енергії, ніж спостерігається, але команда MIT припускає, що пил може бути причиною цієї розбіжності. Якщо TDE відбувається в запиленій галактиці, пил може поглинати не лише оптичне та рентгенівське випромінювання, але й екстремальне ультрафіолетове випромінювання, компенсуючи енергію, якої бракує.
18 нових відкриттів TDE також допомагають оцінити частоту TDE у певній галактиці. Поєднуючи ці нові відкриття з попередніми, астрономи підрахували, що всесвіт переживає подію припливного руйнування приблизно раз на 50 000 років. Ця частота ближче відповідає теоретичним прогнозам. Очікується, що подальші інфрачервоні спостереження уточнять розуміння частоти TDE і характеристик чорних дір, що їх спричиняють.
