研究者の国際チームは、超大質量ブラック ホールの潮汐力によって星が引き裂かれる際に星から放出される光の爆発を垣間見るために、世界中の望遠鏡を使用しました。
「潮汐破壊イベント」(TDE) として技術的に知られているこのイベントは、地球から 2 億 1,500 万光年離れた場所で発生しました。フレアはこれまでにキャプチャされています。これと、天文学者がイベントを早期に発見したという事実は、チームが前例のないほど詳細に現象を研究できたことを意味し、この暴力的で強力なプロセスでいくつかの驚きを明らかにしました.
天文学者たちは、チリのアタカマ砂漠にある ESO の超大型望遠鏡 (VLT) やその他の機器を、昨年初めて発生した光の爆発に向けました。彼らは、エリダヌス座の渦巻銀河 AT2019qiz に位置するフレアを 6 か月にわたって調査し、光度が増してから衰退しました。彼らの調査結果は、王立天文学会の月例通知に今日掲載されています。
「私の研究は、銀河の中心にある恒星と超大質量ブラック ホールとの接近遭遇に焦点を当てています。ブラックホールに非常に近い重力は非常に強いため、星は生き残ることができず、引き裂かれて薄いガスの流れになります」と、この研究の共著者であり、チリのサンティアゴにいる ESO フェローである Thomas Wevers 氏は次のように語っています。 ZME サイエンス。 「 このプロセスは、潮汐破壊イベント、または「スパゲッティ化」と呼ばれることもあります。
映画の冒頭を捉える
この研究が実施されていたとき、イギリスのケンブリッジ大学天文学研究所に所属していた Wevers は、これらのスパゲッティ化イベントを確実に特定するには、数週間、場合によっては数か月かかる可能性があると説明しています。そのような識別には、集められるすべての望遠鏡と観測力も必要です。これは多くの場合、天文学者がプロセスの初期段階を見逃す結果となる遅延を引き起こす可能性があります。
「映画を見ているようなものですが、30 分後から始めて、最初から見ないと多くの情報が失われます。何が起こったのかを大まかに再構築することはできますが、完全に確信することはできません。」研究者は説明します。しかし、今回の新イベントはそうではありませんでした。
類推に固執する。今回、チームはポップコーンと飲み物を用意し、トレーラーが動き始める前に席に着きました。
ただし、タイミングの問題により、スパゲッティ化イベントを見つけるのは難しいだけではありません。このようなイベントはかなりまれで、これまでに確認された候補は 100 のみであり、多くの場合、ほこりや破片のカーテンで覆い隠されています。ブラックホールが星をむさぼり食うと、物質の噴流が外側に放出され、天文学者の視界をさらに覆い隠す可能性があります。このイベントの迅速な表示により、そのジェットが進行するのを見ることができました。
「難しさは、夜空で変化するより一般的なものの中からこれらのまれなイベントを選ぶことから始まります.変光星と超新星爆発です.この研究の筆頭著者は、ZME Science に語っています。 「 2 番目の問題は、イベント自体に由来します。これらのイベントは、私たちが観測したフレアよりも約 100 倍熱く見えると予測されていました。私たちのデータは、これがブラック ホールから放出されたすべての流出デブリによるものであることを示しています。デブリは熱を吸収し、膨張するにつれて冷却します。」
スパゲティ化:おいしくて危険
スパゲッティ化プロセスは、ブラック ホール物理学の最も魅力的な側面の 1 つです。これは、物体がブラック ホールに近づくときに受ける重力の大幅な変化から生じます。
「星は本質的に高温の自己重力ガスの巨大な球体であり、そのためおおよそ球形をしています。星がブラック ホールに近づくと、重力が優先的な方向に作用するため、星は一方向に圧縮されますが、垂直方向に引き伸ばされます」と Wevers 氏は言います。 「これは風船にたとえることができます。両手で握ると、手と平行な方向に伸びます。重力が非常に強いため、星は本質的に非常に長くて細いスパゲッティ ストランドに押し込まれます. 
Nicholl は続けて、この恒星のスパゲッティ ストランドの次に何が起こるかを説明します。宇宙に放り出されています。
「星が超大質量ブラック ホールに遭遇した距離は、地球と太陽の間のほぼ同じ距離でした — これは、その距離から星を引き離すことができるブラック ホールの引力がどれほど信じられないほど強力でなければならないかを示しています。」
驚きと今後の展開
天文学者が行った観測により、スパゲッティ化プロセスを経ている星のダイナミクスを詳細に研究することができました。これは、以前は不可能だったことです。そして、このような初めてのことで予想されるように、研究はチームにいくつかの驚きをもたらしました.
「このイベントでの最大の驚きは、光が急速に明るくなったり消えたりしたことです」とニコル氏は ZME に語っています。 「 フレアが最大の明るさに達するまでに遭遇から約 1 か月かかりました。
研究者は、より速いイベントは見つけるのが難しいと説明し続けているため、天文学者の注意を逃れてきた短命のフレアの全集団が存在する可能性があることを示唆しています. 「私たちの研究は、なぜこれらのイベントが予想よりも 100 倍も寒かったのかという長年にわたる主要な謎を解決した可能性があります。このイベントでは、流出したガスが冷却を可能にしたのです。」
確認中この考えは、この特徴が AT2019qiz フレアに固有のものであるか、またはそのようなイベントの共通の特徴であるかを確認するために、チームがこれらのイベントをさらに調査するための望遠鏡の時間を探す必要があることを意味します。 「私たちが調査したのは 1 つのイベントだけであるため、私たちの結果がそのようなすべての潮汐破壊イベントに普遍的に適用されるかどうかはまだ不明です。そのため、実験を何度も繰り返す必要があります」と Wevers 氏は言います。 「残念ながら、私たちは自然の気まぐれと、新しい TDE を発見する能力に左右されています。その際、提示した状況を確認するか、別の行動を見つけた場合はそれを適応させる必要があります。」
Wevers は、彼、Nichol、および彼らのチームが、そのようなまれで観察が困難なイベントとその背後にあるオブジェクトを研究することによって自分自身を見つけるユニークな位置を強調することで締めくくります. 「私たちは、これらの激変イベントに続いて発生するすべての行動をマッピングしたと考える段階にはまだ達していません。そのため、新しい TDE はそれぞれ未解決の問題に答えるのに役立ちますが、同時に新しい問題も提起します。
「私たちは常にキャッチ 22 のような状況に陥っていますが、この場合、それが私たちの研究を前進させるための良いことです!」ウェバーズは叫ぶ。 「私たちの望遠鏡を使って、何億光年も離れたところにある巨大なブラック ホールを、太陽の質量の数百万倍、さらには数十億倍の重さで研究できることは、非常に驚くべきことです。」
元の研究:ニコル. M.、ウェバーズ。 T.、オーツ。 S. R. ほか、「流出により、近くで急速に進化する潮汐破壊イベント AT2019qiz の光学的上昇が促進される」王立天文学会の月例通知 、[2020]。
