La ricerca a infrarossi trova un grande ammasso di buchi neri che distruggono le stelle

Praticamente qualsiasi cosa nello spazio potrebbe essere un potenziale pasto per un buco nero supermassiccio, e questo include intere stelle. Anche le stelle più grandi del nostro Sole possono cadere vittime dell’intensa gravità del buco nero ed essere trascinate nella sua bocca in espansione. È un fenomeno terrificante, ma quanto spesso accade realmente?

Gli eventi di disturbo mareale (TDE), ovvero quando le forze mareali di un buco nero travolgono la gravità di una stella e la fanno a pezzi, sono Credevo che accadesse Una volta ogni 10.000-100.000 anni in una data galassia. I TDE possono essere rilevati dalle enormi quantità di energia che rilasciano. Sebbene le sue osservazioni siano ancora molto rare, un team internazionale di ricercatori ne ha ora scoperti 18 che non erano stati scoperti nelle ricerche precedenti. Perché?

Molti TDE possono essere trovati nelle galassie polverose. La polvere blocca molte lunghezze d'onda delle radiazioni, dai raggi luminosi ai raggi X, ma le lunghe lunghezze d'onda degli infrarossi sono meno suscettibili alla dispersione e all'assorbimento. Quando il team ha esaminato le galassie nell'infrarosso, ha trovato 18 TDE che in precedenza erano sfuggiti agli astronomi.

Nascosto in bella vista

Ad oggi, la maggior parte degli eventi di disturbo delle maree sono stati rilevati nel campo ottico e dei raggi X. Le ricerche di TDE che emettevano emissioni ottiche (ovvero luce visibile) e di raggi X hanno portato a un aumento delle scoperte di TDE negli anni 2000. Questi metodi possono ancora rilevare alcuni TDE, ma non tutti. Il problema è che entrambi i tipi di radiazione hanno lunghezze d’onda corte che possono essere facilmente disperse e assorbite dalla polvere, oscurando oggetti e fenomeni all’interno di qualsiasi galassia ricca di polvere.

Il buco nero supermassiccio nel cuore della galassia è ciò che causa i TDE. La polvere e il gas nel disco di accrescimento del buco nero non aiutano il rilevamento.

La maggior parte dei TDE scoperti dal gruppo di ricerca non erano stati precedentemente scoperti nel campo ottico Salvia o newyz Missione dell'osservatorio a infrarossi. Quando hanno cercato questi eventi nei dati delle missioni WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) e NEOWISE della NASA, insieme ai dati di altre missioni come eROSITA All-Sky Survey della SRG, le bande ottiche e dei raggi X non sono emerse molto. . È stato solo quando i ricercatori hanno esaminato i dati WISE/NEOWISE nel medio infrarosso che hanno scoperto TDE nascosti.

Sotto una luce diversa

Gli eventi di disturbo delle maree che possono essere osservati solo nell’infrarosso hanno enormi implicazioni per i conteggi effettivi di TDE riscontrati lì, che sono stati difficili da stimare sulla base di quelli rilevati solo nelle bande ottiche e dei raggi X. Risolve anche il mistero del perché non ci sono TDE nelle galassie con formazione stellare, che tendono ad essere ricche di polvere.

I 18 eventi appena scoperti includono quello che ora è il TDE più vicino alla Terra. Risiede in una galassia di formazione stellare particolarmente polverosa, che ne avrebbe reso impossibile la visione senza osservazioni a infrarossi.

La formazione stellare ha avuto un impatto su dove gli astronomi cercano i TDE. Fino ad ora, le galassie che non formavano più stelle erano considerate luoghi ideali per cercare TDE perché erano povere di polvere. Poiché le stelle nascono in enormi nubi di polvere e gas, sembrava che non ci fossero TDE nelle galassie in formazione stellare quando venivano osservate a lunghezze d'onda più corte. Ciò spiega perché i TDE si verificano molto probabilmente nelle galassie in cui la formazione stellare si è fermata o quasi.

La polvere potrebbe essere d'intralcio per la maggior parte del tempo, ma ha una caratteristica che ha aiutato i ricercatori a trovare alcuni TDE precedentemente sconosciuti. Un'enorme quantità di calore viene prodotta quando le stelle vengono fatte a pezzi dai buchi neri supermassicci. Echi di polvere Si verificano quando le particelle di polvere vengono riscaldate ed emettono radiazioni, generalmente infrarosse. Questi echi di polvere possono anche aiutare a rilevare TDE nascosti.

Il rilevamento a infrarossi di molti TDE probabilmente risponderà anche alla domanda sull’“energia mancante”. In teoria si prevede che i TDE producano più energia di quella osservata, quindi dove è finito il resto di quell’energia? I ricercatori che hanno scoperto i nuovi TDE suggeriscono che l’impressione di perdita di energia provenisse dalla nostra incapacità di osservare le radiazioni bloccate da polvere e gas: non c’era alcuna perdita di energia; E' semplicemente passato inosservato.

Si scopre che i TDE potrebbero non essere così rari come pensavamo. Potrebbero anche diventare meno sfuggenti in breve tempo. Gli astronomi avranno un'idea più chiara degli abitanti dopo le future indagini, come la Legacy Survey of Space and Time (LSST) presso l'Osservatorio Vera Rubin, che li cercheranno con la visione a infrarossi. Sondaggi così potenti potrebbero essere in grado di trovare centinaia, persino migliaia, di TDE ogni anno.

“Questo lavoro rappresenta il campione più pulito di [infrared]-TDE selezionati finora”, ha affermato il gruppo di ricerca dell’A Stare Recentemente pubblicato sull'Astrophysical Journal. «In quanto tale, fornisce nuove informazioni sulla struttura della popolazione dei TDE nell’universo locale e ci consente di esplorare le proprietà di una classe di TDE che in precedenza erano trascurate».

The Astrophysical Journal, 2024. DOI: 10.3847/1538-4357/ad18bb