赤外線探査で星を破壊するブラックホールの大規模な集団を発見

事実上、宇宙にあるあらゆるものは超大質量ブラックホールの餌となる可能性があり、それには星全体も含まれます。 太陽より大きな星でさえ、ブラックホールの強い重力の犠牲となり、その拡大する口に引き込まれる可能性があります。 恐ろしい現象ですが、実際にどれくらいの頻度で起こるのでしょうか？

潮汐擾乱現象（TDE） – ブラックホールの潮汐力が星の重力を圧倒し、星を引き裂く現象 – 起こると信じられている どの銀河でも1万年から10万年に一度。 TDE は、放出される大量のエネルギーによって検出できます。 それらの観察はまだ非常にまれですが、国際研究チームは今回、以前の探索では発見されていなかった18個のそれらを発見しました。 なぜ？

多くの TDE は塵に覆われた銀河で見つかります。 塵は、光線から X 線まで、多くの波長の放射線を遮断しますが、長い赤外線波長は散乱や吸収の影響を受けにくいです。 研究チームが赤外線で銀河を調べたところ、これまで天文学者が発見できなかった 18 個の TDE が発見されました。

目に見えないところに隠された

現在まで、ほとんどの潮汐擾乱現象は光学および X 線の範囲で検出されています。 光学（可視光を意味する）および X 線を放出する TDE の探索により、2000 年代に TDE の発見が増加しました。 これらの方法でも一部の TDE は検出できますが、すべてではありません。 問題は、どちらの種類の放射線も波長が短く、塵によって容易に散乱および吸収され、塵の多い銀河内の物体や現象を覆い隠してしまう可能性があることです。

銀河の中心にある超大質量ブラックホールが TDE を引き起こす原因です。 ブラックホールの降着円盤内の塵やガスは検出には役立ちません。

研究チームによって発見された TDE のほとんどは、これまで光学範囲では発見されていませんでした。 セージまたはニューウィズ 赤外線天文ミッション。 NASA の WISE (広視野赤外線測量探査) および NEOWISE ミッションのデータ、および SRG の eROSITA 全天測量などの他のミッションからのデータでこれらのイベントを検索したところ、光学バンドと X 線バンドはあまり検出されませんでした。 。 研究者らが隠れた TDE を発見したのは、中赤外の WISE/NEOWISE データを調べたときだけでした。

別の光の中で

赤外線でのみ観測できる潮汐擾乱現象は、そこで見つかった実際の TDE 数に多大な影響を及ぼしますが、光学帯と X 線帯でのみ検出されたものに基づいて推定することは困難でした。 また、塵が多い傾向にある星形成銀河に TDE が存在しない理由の謎も解明されます。

新たに発見された 18 のイベントには、現在知られている中で地球に最も近い TDE が含まれています。 この銀河は特に塵に覆われた星形成銀河に存在しており、赤外線観測なしでは見ることは不可能だったでしょう。

星の形成は、天文学者が TDE を探す場所に影響を与えてきました。 これまで、星を形成しなくなった銀河は塵が少ないため、TDE を探すのに理想的な場所と考えられていました。 星は塵とガスの巨大な雲の中で誕生するため、より短い波長で星形成銀河を観察すると、星形成銀河には TDE が存在しないかのように見えました。 これは、星の形成が停止したか、ほぼ停止した銀河で TDE が発生する可能性が最も高い理由を説明します。

ほとんどの場合、塵が邪魔になるかもしれませんが、研究者がこれまで知られていなかった TDE を発見するのに役立つ機能が 1 つあります。 超大質量ブラックホールによって星が切り刻まれると、膨大な量の熱が発生します。 砂埃が反響する これらは、塵粒子が加熱され、放射線、一般的には赤外線を放出するときに発生します。 これらのダストエコーは、隠れた TDE の検出にも役立ちます。

多くの TDE の赤外線検出も、「エネルギー不足」の疑問に答える可能性があります。 TDE は理論的には、私たちが観測したよりも多くのエネルギーを生成すると予想されていますが、そのエネルギーの残りはどこに行ったのでしょうか? 新しい TDE を発見した研究者らは、エネルギー損失の印象は、塵やガスによって遮られた放射線を観測できないことから来ていると示唆しています。エネルギー損失はありませんでした。 彼はただ発見されなかっただけだ。

TDE は私たちが思っていたほど珍しいものではない可能性があることが判明しました。 また、やがて、とらえどころがなくなるかもしれません。 天文学者は、ベラ・ルービン天文台のレガシー時空調査（LSST）など、赤外線視覚で住民を探す将来の調査の後に、住民についてより明確なアイデアを得るでしょう。 これほど強力な調査により、毎年数百、さらには数千の TDE を発見できる可能性があります。

「この作品は、最もクリーンなサンプルを表しています。 [infrared]「これまでに選択されたTDE」とA社の研究チームは述べた。 スタディ 最近、Astrophysical Journal に掲載されました。 「そのため、これは局所宇宙におけるTDEの個体群構造に関する新たな洞察を提供し、これまで見過ごされていたTDEのクラスの特性を調査することを可能にします。」

天体物理ジャーナル、2024 年。DOI: 10.3847/1538-4357/ad18bb