Um buraco negro desonesto e desonesto foi visto interrompendo uma estrela em órbita na auréola de uma galáxia distante, e tudo é graças aos poderes de observação do telescópio espacial Hubble e do Observatório de Raio X de Chandra. No entanto, exatamente o que o buraco negro está fazendo com a estrela permanece em questão, pois existem medições conflitantes de raios-X.
Buracos negros Venha em diferentes courses de tamanho. Na extremidade menor da escala estão os buracos negros da massa estelar nascidos nas cinzas de Supernova explosões. Na extremidade superior da escala estão os buracos negros supermassivosque pode crescer para ter muitos milhões ou bilhões de vezes o Missa do nosso Solà espreita no coração de Galáxias. Entre essas categorias estão os buracos negros de massa intermediária (IMBH), que têm massa de centenas a 100.000 massas solares, ou por aí.
“Eles representam um elo falecido essential na evolução do buraco negro entre a massa estelar e os buracos negros supermassivos”, disse Yi-Chi Chang da Universidade Nacional de Tsing Hua em Hsinchu, Taiwan, em um declaração.
O problema é que os buracos negros de massa intermediária são difíceis de encontrar, em parte porque eles tendem a não ser tão ativos quanto os buracos negros supermassivos ou tão óbvios quanto um buraco negro estelar quando sua estrela progenitora vai supernova.
No entanto, ocasionalmente, um IMBH despertará a vida quando instigar um evento de interrupção das marés. Isso acontece quando uma estrela ou nuvem de gás fica muito perto do buraco negro e das forças das marés gravitacionais rasgam a nuvem de estrelas ou a gás, produzindo rajadas de raios-X.
“Fontes de raios-X com uma luminosidade tão extrema são raras fora dos núcleos da galáxia e podem servir como uma investigação chave para identificar IMBHs indescritíveis”, disse Chang.
Em 2009, Chandra Raios X anômalos avistados originários de uma região 40.000 anos-luz do centro de uma galáxia elíptica gigante chamada NGC 6099, que fica 453 milhões anos-luz de nós. Essa nova fonte brilhante de raios-X foi chamada HLX-1, e seu espectro de raios-X indicou que a fonte dos raios-X period de 5,4 milhões de graus Fahrenheit (3 milhões de graus Celsius), uma temperatura consistente com a violência de um evento de interrupção.
Mas o que se seguiu foi incomum. As emissões de raios-X atingiram um pico de brilho em 2012 quando observado pela agência espacial européia XMM-Newton Telescópio espacial de raios-X. Quando o XMM-Newton deu outra olhada em 2023, ele descobriu que a luminosidade de raios-X diminuiu substancialmente. Enquanto isso, o telescópio do Canadá-France Havaí havia identificado uma contraparte óptica para a emissão de raios-X, que foi posteriormente confirmada por Hubble.
Existem duas explicações possíveis para o que aconteceu. A primeira é que o espectro do objeto de Hubble mostra um pequeno e apertado aglomerado de estrelas que enxameias ao redor do buraco negro. O buraco negro pode ter estado no centro de uma galáxia anã que foi reduzida-desembrulhada como um presente de Natal-pelas marés gravitacionais da maior NGC 6099. Esse processo teria roubado toda a galáxia anã para manter a empresa para deixar para trás um buraco negro de flutuação, com apenas uma pequena e estanque de um grupo apertado da esquerda para a esquerda para manter a companhia de esquerda. Mas o resultado disso é que o aglomerado de estrelas é como uma despensa estelar à qual o buraco negro ocasionalmente vai para o banquete.
Parece certo que um evento de interrupção das marés envolvendo uma dessas estrelas é o que Chandra e Hubble testemunharam, mas a estrela foi completamente destruída? Uma possibilidade é que a estrela esteja em uma órbita altamente elíptica e, em seu periélio (ponto mais próximo do buraco negro), parte da massa da estrela é arrancada – mas a estrela conseguiu sobreviver por outro dia. Isso potencialmente explicaria a curva de luz de raios-X: a emissão de 2009 period quando a estrela estava chegando ao periélio, enquanto o pico em 2012 foi durante o periélio, e as últimas medições em 2023 seriam quando a estrela estava mais distante do buraco negro e não sentia tanto seus efeitos. Podemos então esperar outra explosão de raios-X durante seu próximo periélio, sempre que isso pode ser.
No entanto, há uma hipótese alternativa: a estrela pode ter sido despojada uma peça de cada vez, formando um fluxo de materials ao redor do buraco negro.
Quando Chandra detectou pela primeira vez a emissão de raios-X do evento de interrupção das marés, esse fluxo estava apenas começando a recuar em si, a auto-interseção dando origem a aquecimento de choques que produziam raios-X. Em seguida, as medidas de 2012 teriam sido de um disco de gás de acreção a quente de pleno direito, a estrela agora completamente rasgada. O materials dentro deste disco teria entrado em espiral na fazenda do buraco negro, esgotando assim o disco, o que explicaria por que é muito menos luminoso nos raios X em 2023.
Escolher o cenário correto separará a vigilância adicional.
“Se o IMBH está comendo uma estrela, quanto tempo leva para engolir o gás da estrela? Em 2009, o HLX-1 foi bastante brilhante. Então, em 2012, period cerca de 100 vezes mais brilhante e depois caiu novamente”, na referida Roberto Soria do Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF), que é uma co-autora de um novo estudo. “Então agora precisamos esperar e ver se está queimando várias vezes, ou se houve um começo, um pico, e agora vai descer até o fim até desaparecer”.
Fazer novas observações de um IMBH, como o HLX-1, é essencial para entender melhor o papel que desempenham no ecossistema do buraco negro. Um modelo sugere que buracos negros supermassivos podem se formar e crescer através da fusão de muitos IMBH, mas ninguém sabe o quão comum os buracos negros de massa intermediária estão no universo.
“Então, se tivermos sorte, encontraremos mais buracos negros flutuantes de repente se tornando brilhante por causa de um evento de interrupção de maré”, disse Soria. “Se pudermos fazer um estudo estatístico, isso nos dirá quantos desses IMBHs existem, com que frequência eles atrapalham uma estrela, (e) quão maiores as galáxias cresceram montando galáxias menores”.
Infelizmente, Chandra, XMM-Newton e Hubble têm pequenos campos de visão, o que significa que eles só veem pequenos manchas do céu. Como não sabemos onde pode ocorrer o próximo evento de interrupção das marés, as probabilities de nossos telescópios espaciais que olham no lugar certo na hora certa são pequenos.
Em essência, Chandra teve sorte em 2009.
Felizmente, a ajuda agora está disponível. O Observatório de Vera C. Rubin vem totalmente on-line ainda este ano para iniciar uma pesquisa de 10 anos e detectar as explosões de eventos de interrupção das marés, será um pedaço de bolo para ele. Depois de encontrar esse evento, Hubble e Chandra saberão onde procurar e podem acompanhá -lo. Os IMBHs permaneceram principalmente escondidos por enquanto, mas seu tempo nas sombras está chegando ao fim.
As descobertas foram publicadas em 11 de abril em The Astrophysical Journal.
