Na figura, vemos um corte transversal do que acontece quando o material da estrela interrompida é devorado pelo buraco negro. Um disco de acreção é formado (disco) pelo material. Há muito material para ele passar para o buraco negro de uma vez. É aquecido no processo e emite grandes quantidades de luz e radiação, visível da Terra (seta dupla). O modelo de computador da Dra. Jane Dai leva em consideração a diferença no ângulo de visão da Terra, o que significa que agora podemos categorizar as variações nas observações corretamente. Isso significa que podemos estudar as propriedades do buraco negro, e aprender sobre um corpo celestial que de outra forma não seríamos capazes de ver. Crédito:Niels Bohr Institute
Uma estrela que vagueia muito perto do buraco negro supermassivo no centro de sua galáxia será dilacerada pela gravidade do buraco negro em um cataclismo violento chamado de evento de interrupção da maré (TDE), produzindo um clarão de radiação. Um novo estudo liderado por astrofísicos teóricos do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhagen e da UC Santa Cruz fornece um modelo unificado que explica as observações recentes desses eventos extremos.
O estudo inovador, publicado em Cartas de jornal astrofísico , fornece uma nova perspectiva teórica para um campo de pesquisa em rápido crescimento.
"Apenas na última década, fomos capazes de distinguir TDEs de outros fenômenos galácticos, e o novo modelo nos fornecerá a estrutura básica para a compreensão desses eventos raros, "disse o co-autor Enrico Ramirez-Ruiz, professor e catedrático de astronomia e astrofísica na UC Santa Cruz e Niels Bohr Professor na Universidade de Copenhagen.
Na maioria das galáxias, o buraco negro central está quiescente, não consumir ativamente nenhum material e, portanto, não emitir luz. Os eventos de interrupção da maré são raros, acontecendo apenas uma vez a cada 10, 000 anos em uma galáxia típica. Quando uma estrela azarada se despedaça, Contudo, o buraco negro é "superalimentado" com detritos estelares por um tempo e emite radiação intensa.
"É interessante ver como os materiais chegam ao buraco negro sob condições tão extremas, "disse a primeira autora Jane Lixin Dai, professor assistente da Universidade de Copenhagen, quem conduziu o estudo. "Como o buraco negro está comendo o gás estelar, uma vasta quantidade de radiação é emitida. A radiação é o que podemos observar, e usando isso podemos entender a física e calcular as propriedades do buraco negro. Isso torna extremamente interessante ir à caça de eventos de interrupção das marés. "
Embora se espere que a mesma física aconteça em todos os eventos de interrupção das marés, cerca de duas dúzias dos quais foram observados até agora, as propriedades observadas desses eventos mostraram grande variação. Alguns emitem principalmente raios-x, enquanto outros emitem principalmente luz visível e ultravioleta. Os teóricos têm se esforçado para entender essa diversidade e montar as diferentes peças do quebra-cabeça em um modelo coerente.
Ângulo de visão
No novo modelo, é o ângulo de visão do observador que explica as diferenças nas observações. As galáxias são orientadas aleatoriamente em relação à linha de visão dos observadores na Terra, que vêem diferentes aspectos de um evento de interrupção da maré, dependendo de sua orientação.
"É como se houvesse um véu que cobre parte de uma besta, "Ramirez-Ruiz explicou." De alguns ângulos, vemos uma fera exposta, mas de outros ângulos, vemos uma besta coberta. A besta é a mesma, mas nossas percepções são diferentes. "
O modelo desenvolvido por Dai e seus colaboradores combina elementos da relatividade geral, Campos magnéticos, radiação, e hidrodinâmica de gás. Mostra o que os astrônomos podem esperar ver ao observar eventos de interrupção das marés de diferentes ângulos, permitindo que os pesquisadores ajustem eventos diferentes em uma estrutura coerente.
Espera-se que os projetos de pesquisa planejados para os próximos anos forneçam muito mais dados sobre os eventos de interrupção das marés e ajudem a expandir muito este campo de pesquisa, de acordo com Dai. Isso inclui a pesquisa transiente do Young Supernova Experiment (YSE), liderado pelo DARK Cosmology Center no Niels Bohr Institute e UC Santa Cruz, e os Grandes Telescópios de Levantamento Sinóptico em construção no Chile.
"Observaremos centenas de milhares de eventos de interrupção das marés em alguns anos. Isso nos dará muitos 'laboratórios' para testar nosso modelo e usá-lo para entender mais sobre buracos negros, "Dai disse.
Além de Dai e Ramirez-Ruiz, os co-autores incluem Jonathan McKinney, Nathaniel Roth, e Cole Miller da Universidade de Maryland, College Park. Ferramentas computacionais de última geração foram empregadas para resolver o quebra-cabeça, e as simulações foram realizadas por Dai e Roth no grande cluster de computador recentemente adquirido, possibilitado por uma doação da Villum Foundation para Jens Hjorth, chefe do DARK Cosmology Center, bem como clusters financiados pela U.S. National Science Foundation e NASA.
