Być może tajemnicza „cząsteczka ducha” w końcu nie pochodzi z posiłku z czarnej dziury

Wysokoenergetyczne neutrino powraca do gwałtownego starcia między A Czarna dziura Nowe badania pokazują, że gwiazda potrzebuje innej historii pochodzenia.

Analiza fal radiowych emitowanych przez spotkanie, znane jako AT2019dsg, wykazała, że ​​było to nieco zwyczajne, przynajmniej w odniesieniu do czarnej dziury rozrywającej gwiazdę. Oznacza to, że zdarzenie nie było wystarczająco energetyczne, aby wytworzyć neutrina kilka miesięcy później – i że zdarzenia te były tylko zbiegiem okoliczności.

„Zamiast widzieć jasny przepływ materiału, widzimy słabszy przepływ materiału radiowego” Astronom Kate Alexander powiedziała: z Northwestern University. „Zamiast silnego węża strażackiego widzimy delikatny wiatr”.

Śmierć gwiazdy z powodu czarnej dziury nie jest uporządkowanym procesem. Kiedy zabłąkana gwiazda zbliży się wystarczająco do czarnej dziury, zostaje uwięziona przez grawitację ostatniego ciała, siła pływowa Z czarnej dziury – produktu jej pola grawitacyjnego – najpierw rozciąga się, a następnie ciągnie gwiazdę tak mocno, że pęka.

Nazywa się to zdarzeniem zaburzeń pływowych (TDE). Emituje wspaniały błysk światła, świecąc jasno, gdy połowa szczątków z rozpadającej się gwiazdy wiruje w dysku wokół czarnej dziury, generując ogromne ciepło i światło, zanim zostanie bezlitośnie wciągnięta poza horyzont zdarzeń. Druga połowa szczątków zostaje wyrzucona w kosmos.

AT2019dsg został po raz pierwszy wykryty 9 kwietnia 2019 r. i był tylko zdarzeniem z galaktyki odległej o 750 milionów lat świetlnych. Obserwacje rentgenowskie i radiowe potwierdziły, że supermasywna czarna dziura o masie 30 milionów mas Słońca przechodzi TDE. Prawie sześć miesięcy później, 1 października 2019 r., w detektorze neutrin IceCube na Antarktydzie wykryto neutrino o nazwie IC191001A, gdzie zarejestrowano je przy ogromnym poziomie energii ponad 200 TeV.

neutrina Nazywa się je „cząsteczkami duchów”, ponieważ ich masy są bliskie zeru, poruszają się z prędkością bliską prędkości światła i tak naprawdę nie oddziałują ze zwykłą materią; Dla neutrina wszechświat byłby niematerialny. Ale od czasu do czasu wchodzą w interakcje i tak właśnie działa IceCube. Kiedy neutrino wchodzi w interakcję z lodem Antarktydy, może wytworzyć błysk światła. Z detektorami w tunelu głęboko pod tym lodem, te błyski naprawdę się wyróżniają.

Na podstawie takich właściwości, jak rozchodzenie się światła i jego jasność, naukowcy mogą określić poziom energii neutrina i kierunek, z którego pochodzi. IC191001A pochodzi z kierunku AT2019dsg, do tego stopnia, że ​​naukowcy obliczyli szansę na zaledwie 0,2 procent, ponieważ neutrino i TDE nie są ze sobą skorelowane.

Ale to podniosło kilka ważnych kwestii.

„Jeśli to neutrino w jakiś sposób pochodzi z AT2019dsg, nasuwa się pytanie: dlaczego nie zaobserwowaliśmy neutrin związanych z supernową z tej odległości lub bliżej?” Astronom Yvette Sindis powiedziała: Centrum Astrofizyki | Harvard i Smithsonian.

„Są bardziej powszechne i mają takie same prędkości mocy”.

Zespół badawczy kierowany przez Cendes wykorzystał Atacama Large Millimeter/submillimeter Array w Chile do monitorowania AT2019dsg przez ponad 500 dni na falach radiowych. Odkryli, że TDE nadal świeciło na falach radiowych przez około 200 dni, kiedy to osiągnęło szczyt i zaczęło powoli ciemnieć.

Obliczyli również całkowitą ilość energii w wypływie TDE: była to mniej więcej taka sama ilość energii wyemitowanej przez Słońce w ciągu 30 milionów lat. Jest to również dość standardowe dla TDE Napisz Ib i napisz supernową Ic.

Aby wytworzyć aktywne neutrino, takie jak IC191001A, energia odpływu musi być około 1000 razy większa.

W dodatku musiał mieć osobliwą geometrię, co nie było dla strumienia AT2019dsg. AT2019dsg jest w końcu całkiem normalne. Ponieważ IC191001A nie jest zjawiskiem zwyczajnym, nowe wyjaśnienie może być uzasadnione.

Ale wciąż niewiele wiemy o neutrinach i TDE. Oznacza to, że AT2019dsg nadal będzie przedmiotem zainteresowania.

„Prawdopodobnie sprawdzimy to ponownie” Cyndis powiedziała. „Ta konkretna czarna dziura wciąż się odżywia”.

Wyszukiwanie zostało opublikowane w Czasopismo Astrofizyczne.