Kandydat na zjawisko rozerwania pływowego białego karła z dżetem przez czarną dziurę o masie pośredniej

Space By Mattias Risberg
Candidate jetted tidal disruption of a white dwarf by an intermediate‑mass black hole
Obserwacje krótkiego, niezwykle jasnego zjawiska przejściowego w zakresie promieniowania gamma i rentgenowskiego są zgodne z hipotezą o powstaniu relatywistycznego dżetu w wyniku rozerwania zwartego białego karła przez czarną dziurę o masie 10^2–10^5 mas Słońca.

Podsumowanie

Niedawno zgłoszone zjawisko przejściowe wykazuje połączenie właściwości – bardzo szybką ewolucję, ekstremalną jasność, twardą składową promieniowania gamma oraz gwałtowny spadek – które nie pasują do zwykłych, długotrwałych zdarzeń rozerwania pływowego (TDE) normalnych gwiazd, typowych supernowych ani znanych klas rozbłysków gamma. Zdarzenie to jest interpretowane jako rozerwanie pływowe kompaktowego białego karła przez czarną dziurę o masie pośredniej (IMBH) z towarzyszącym dżetem.

Kluczowe właściwości obserwacyjne

  • Bardzo krótka skala czasowa: emisja wysokoenergetyczna ewoluuje i zanika znacznie szybciej niż w przypadku standardowych gwiezdnych TDE.
  • Ekstremalna jasność: szczytowa moc wyjściowa osiąga wartości charakterystyczne dla relatywistycznych, skolimowanych wypływów.
  • Twarda składowa gamma / rentgenowska: energetyczna, wysokoenergetyczna składowa widmowa jest obecna we wczesnej fazie.
  • Gwałtowny spadek w późnym czasie: strumień promieniowania szybko maleje po początkowej jasnej fazie.
  • Późniejsza miękka emisja super-Eddingtonowska: w późniejszym czasie, w miarę zanikania dżetu, widoczna staje się miękka emisja, zgodna z dyskiem akrecyjnym lub wypływem radiacyjnym.
  • Dalsze obserwacje wielozakresowe: kosmiczne instrumenty rentgenowskie i gamma umożliwiły odkrycie i wstępną charakterystykę, a dodatkowe obserwacje wielofalowe pozwoliły ograniczyć modele późniejszej ewolucji.

Interpretacja

Połączenie kompaktowego obiektu ulegającego rozerwaniu oraz czarnej dziury o masie pośredniej dostarcza spójnego wyjaśnienia. Mały promień białego karła prowadzi do gwałtownego rozerwania i krótkiej fazy o bardzo wysokiej mocy akrecji. Jeśli zbliżenie to skutkuje wystrzeleniem wysoce relatywistycznego dżetu, obserwowana twarda emisja wysokoenergetyczna i ekstremalna jasność pozorna wynikają z tego w sposób naturalny. Krótki czas trwania i szybki spadek odzwierciedlają gwałtowne wyczerpanie dostępnego paliwa akrecyjnego w tak kompaktowym układzie.

W miarę słabnięcia dżetu dominować może emisja z otaczającego dysku akrecyjnego lub optycznie grubego wypływu, tworząc obserwowane w późniejszym czasie miękkie, super-Eddingtonowskie sygnatury. Wywnioskowana masa czarnej dziury wymagana do wytworzenia obserwowanych skal czasowych i energetyki mieści się w zakresie pośrednim, w przybliżeniu od 102 do 105 mas Słońca.

Significance

W przypadku potwierdzenia, zdarzenie to stanowiłoby obserwacyjne wsparcie dla dwóch powiązanych zjawisk: istnienia czarnych dziur o masie pośredniej oraz ich zdolności do wytwarzania relatywistycznych dżetów podczas rozerwania pływowego obiektów kompaktowych. Wskazuje ono na odrębną, szybko ewoluującą klasę TDE związaną z gwiazdami kompaktowymi i oferuje nowe ograniczenia dla tempa rozerwań, mechanizmów powstawania dżetów oraz fizyki akrecji w ekstremalnych warunkach.

Uwagi dotyczące publikacji i zbiorów danych

Tags

tidal disruption transient astronomy white dwarf X-ray transient
Mattias Risberg

Mattias Risberg

Cologne-based science & technology reporter tracking semiconductors, space policy and data-driven investigations.

University of Cologne (Universität zu Köln) • Cologne, Germany

Readers

Readers Questions Answered

Q Jakie zdarzenie jest interpretowane jako źródło tego zjawiska przejściowego?
A Jest ono interpretowane jako rozerwanie pływowe zwartego białego karła przez czarną dziurę o masie pośredniej, któremu towarzyszy powstanie dżetu. Rozerwanie to generuje wysoce relatywistyczny dżet, wytwarzający krótką, niezwykle jasną fazę wysokoenergetyczną z twardym promieniowaniem gamma i rentgenowskim, po której następuje szybki spadek, gdy dżet słabnie, a pojawia się miększa emisja z dysku akrecyjnego lub wypływu.
Q Jakie właściwości obserwacyjne odróżniają to zdarzenie od zwykłych rozerwań pływowych lub znanych rozbłysków gamma?
A Zdarzenie to charakteryzuje się bardzo krótką skalą czasową z szybką ewolucją i spadkiem jasności, ekstremalną jasnością typową dla relatywistycznych, skolimowanych wypływów, twardą składową gamma/rentgenowską obecną we wczesnej fazie, gwałtownym spadkiem w późniejszym czasie oraz późniejszą miększą emisją super-Eddingtonowską w miarę zanikania dżetu. Wielozakresowe obserwacje uzupełniające ograniczają zarówno wczesną, jak i późniejszą ewolucję.
Q Jaka masa czarnej dziury jest wnioskowana w celu wyjaśnienia obserwowanych skal czasowych i energetyki?
A Wnioskowana masa mieści się w zakresie pośrednim, w przybliżeniu od 10^2 do 10^5 mas Słońca. Zakres ten jest zgodny z krótką skalą czasową rozerwania zwartego białego karła oraz bardzo wysoką początkową mocą akrecji potrzebną do wytworzenia obserwowanej twardej emisji wysokoenergetycznej i ekstremalnej jasności pozornej, po której następuje przejście do emisji miększej w miarę zanikania dżetu.
Q Jakie są szersze implikacje, jeśli to zdarzenie zostanie potwierdzone?
A Dostarczyłoby ono obserwacyjnego wsparcia dla istnienia czarnych dziur o masie pośredniej oraz ich zdolności do generowania relatywistycznych dżetów podczas rozerwań pływowych zwartych obiektów. Wskazuje to na klasę szybko ewoluujących zjawisk TDE związanych ze zwartymi gwiazdami i oferuje nowe ograniczenia dla częstości rozerwań, mechanizmów formowania się dżetów i fizyki akrecji w ekstremalnych warunkach.

Have a question about this article?

Questions are reviewed before publishing. We'll answer the best ones!

Comments

No comments yet. Be the first!