科学者たちは、噛むことができるよりも少し多いと思われる超大質量ブラックホールを発見しました.地球から約 3 億光年離れた銀河の中心にあるブラック ホールは、最近崩壊した星の質量を吸収しようと緊張し、その残骸を「窒息」させています。
MIT と NASA のゴダード宇宙飛行センターのメンバーを含む研究チームは、ブラック ホールが不運な星を崩壊させるときに放出される電磁エネルギーの大規模なバーストである、独特の「潮汐破壊フレア」を検出したことを最近報告しました。 ASASSN-14li と名付けられたこのフレアは、2014 年 11 月 11 日に最初に私たちのセンサーに衝突しました。それ以来、研究者はあらゆる種類の望遠鏡をソースに向けて、ブラック ホールがどのように進化するかについて可能な限り調べてきました。
Kavli Institute for Astrophysics and Space Research Dheeraj Pasham の MIT ポスドクが率いるチームは、2 つの異なる望遠鏡で取得したデータを調べ、フレアのエネルギー レベルに奇妙なパターンを発見しました。超大質量ブラック ホール (これ以降は単に SBH と呼びます) が最初に元の星の物質を吸収し始めると、チームは電磁スペクトルの可視および紫外間隔のわずかな変化を検出しました。それ自体はそれほど奇妙ではありません — すぐに説明します。しかし、同じパターンの変動が 32 日後に再び検出され、今度は X 線バンドで検出されました。
大食いのフレア
それではまず、これらのフレアが何であり、通常どのように動作するかを理解しましょう。
私が言ったように、潮汐破壊フレアは、ブラックホールの巨大な重力が星を引き裂くときに放出されるエネルギーの巨大なバーストです.バーストは、電波、可視光線、紫外線から X 線やガンマ線まで、電磁スペクトル全体に伝播します。それらは非常にまれであるため、それらが本当に際立っているという事実にもかかわらず、それらの多くを目撃することはありませんでした.しかし、そうすれば、隠されたブラック ホールを見つけ出すことができなくなります。それ以外の方法で見つけることはほとんど不可能です。
ある意味では幸運でしたが、センサーも準備ができていました。 ASASSN-14li フレアは、自動望遠鏡の ASASSN (All Sky Automated Survey for SuperNovae) ネットワークによって検出されました。その後すぐに、NASA の Swift 衛星に搭載された X 線望遠鏡など、他の望遠鏡をブラック ホールに向けました。これは、非常に高いエネルギーのバーストについて空を監視するように設計されています。
このイベントで収集したすべてのデータを調べることで、パシャムと彼のチームは長年の謎に答えました。これらの光のバーストはフレアのどこで発生したのでしょうか?ブラック ホールのダイナミクスをモデル化することにより、科学者はこれまで、ブラック ホールが星を引き裂くと、結果として生じる物質が事象の地平線の非常に近くで X 線放出を生成できることを説明できました。しかし、可視光と紫外光の光源はとらえどころのないものでした。
チームは、ASASSN-14li が最初に検出されてから 270 日間、特に Swift 衛星とラス クンブレス天文台全球望遠鏡によって取得された X 線と光学/UV データに重点を置いて調査しました。 X 線バンドの 2 つの広いピーク（1 つは 50 日付近、もう 1 つは 110 日付近）と 1 つの短い下降（80 日付近）が特定されました。これは、ちょうど 32 日前に彼らが記録した可視/UV スペクトルとまったく同じパターンでした。
彼らの次のステップは、ブラックホールの隣で星が崩壊することによって生成されるフレアと、その結果生じる降着円盤 (惑星がフレアを取得する方法と同様) のシミュレーションを実行することでした。その推定速度、サイズ、物質が天体に落下する速度も併せて実行しました。ブラックホール。
綱引き
この結果は、これらのエネルギー変動が一種の電磁エコーであることを示唆しています。星が引き裂かれた後、その残骸が超大質量ブラック ホールを渦巻き始めました。事象の地平線に近づくにつれて、物質の雲が加速してより密集し、その粒子が高速で衝突したときに紫外線と可視光のバーストが放出されました。物質がブラックホールに引き寄せられるにつれて、それはさらに速くなり、密度が高くなり、それがまた熱くなった.事象の地平線への吸収に近い物質のこの励起状態では、衝突により、低エネルギーの可視および UV バーストではなく、X 線およびガンマ線バーストが生成されました。
ASASSN-14li の場合、このプロセスは非常にゆっくりと起こりました。これは、通常、大量の物質がブラック ホールを一口で噛むには量が多すぎることが判明したためです。
完全な論文「Tidal Disruption Flare ASASSN-14li からの光学/UV-to-X-Ray Echoes」がジャーナル Astrophysical Journal Letters に掲載されました .
