Galaksiamme keskellä on Supermassive Black Hole (SMBH), joka tunnetaan nimellä Jousimies A. Jatkuvien havaintojen perusteella tähtitieteilijät ovat päättäneet, että tämän SMBH: n halkaisija on 44 miljoonaa km (27,34 miljoonaa mi) ja arvioidun massan arvioidaan olevan 4,31 miljoonaa aurinkomassia. Toisinaan tähti vaeltaa liian lähellä Sag A: ta ja repeytyy väkivaltaisessa prosessissa, jota kutsutaan vuorovesihäiriötapahtumaksi (TDE).
Nämä tapahtumat aiheuttavat kirkkaan säteilylampun vapautumisen, mikä antaa tähtitieteilijöille tietää, että tähti on kulunut. Valitettavasti vuosikymmenien ajan tähtitieteilijät eivät ole pystyneet erottamaan näitä tapahtumia muista galaktisista ilmiöistä. Mutta kansainvälisen astrofysiikaryhmän tekemän uuden tutkimuksen ansiosta tähtitieteilijöillä on nyt yhtenäinen malli, joka selittää viimeaikaiset havainnot näistä ääritapahtumista.
Tutkimus - joka ilmestyi äskettäin Astrofysikaaliset lehdenkirjeet otsikolla ”Yhtenäinen malli vuorovesihäiriötapahtumiin” - johti tohtori Jane Lixin Dai, Niels Bohr -instituutin tumman kosmologian keskuksen fyysikko. Hänen kanssaan liittyivät Marylandin yliopiston yhteisen avaruus-tiedeinstituutin ja Kalifornian yliopiston Santa Cruzin (UCSC) jäsenet.
Kuten Enrico Ramirez-Ruiz - UC: n Santa Cruzin tähtitieteen ja astrofysiikan professori, Kööpenhaminan yliopiston Niels Bohr -professori ja saman kirjoituksen kirjoittaja - selitti UCSC: n lehdistötiedotteessa:
"Vain viimeisen vuosikymmenen aikana olemme pystyneet erottamaan TDE: t muista galaktisista ilmiöistä, ja uusi malli tarjoaa meille perustan näiden harvinaisten tapahtumien ymmärtämiseksi."
Useimmissa galakseissa SMBH: t eivät kuluta aktiivisesti mitään materiaalia eivätkä siksi säteile valoa, mikä erottaa ne galakseista, joissa on aktiiviset galaktiset ytimet (AGN). Vuoroveden häiriötapahtumat ovat siksi harvinaisia, joita tapahtuu vain kerran noin 10 000 vuoden välein tyypillisessä galaksissa. Kuitenkin, kun tähti rehenee, se johtaa voimakkaan säteilymäärän vapautumiseen. Kuten tohtori Dai selitti:
”On mielenkiintoista nähdä, kuinka materiaalit pääsevät tiensä mustaan reikään niin äärimmäisissä olosuhteissa. Kun musta aukko syö tähtikaasua, päästää valtava määrä säteilyä. Säteily on mitä voimme tarkkailla, ja sen avulla ymmärrämme fysiikan ja laskea mustan aukon ominaisuudet. Tämän vuoksi vuorovesihäiriöiden metsästys on erittäin mielenkiintoista. ”
Muutaman viime vuoden aikana on havaittu muutama kymmenen vuorovesihäiriötapahtumien ehdokasta (TDE) laaja-alaisilla optisilla ja UV-säteilyä koskevilla tutkimuksilla sekä röntgensäteellä. Vaikka fysiikan odotetaan olevan sama kaikille TDE: ille, astronomit ovat huomauttaneet, että muutama erillinen TDE-luokka näyttää olevan olemassa. Vaikka jotkut säteilevät enimmäkseen röntgenkuvia, toiset säteilevät enimmäkseen näkyvää ja ultraviolettivaloa.
Seurauksena teoreetikot ovat kamppailleet ymmärtää havaittuja erilaisia ominaisuuksia ja luoneet yhtenäisen mallin, joka selittää ne kaikki. Mallinsa vuoksi tohtori Dai ja hänen kollegansa yhdistivät elementtejä yleisestä suhteellisuudesta, magneettikentistä, säteilystä ja kaasun hydrodynamiikasta. Ryhmä luottaa myös huipputeknisiin laskentatyökaluihin ja joihinkin äskettäin ostettuihin suuriin tietokoneklustereihin, joita Villum-säätiö rahoitti Jens Hjorthille (DARK-kosmologiakeskuksen johtaja), Yhdysvaltain kansalliselle tiedesäätiölle ja NASA: lle.
Tuloksena olevaa mallia käyttämällä ryhmä päätteli, että havaitsijan erot johtuvat tarkkailijan katselukulmasta. Pohjimmiltaan eri galaksit ovat suuntautuneet satunnaisesti suhteessa tarkkailijoihin Maapallolla, jotka näkevät TDE: ien eri näkökohdat suuntaan riippuen. Kuten Ramirez-Ruiz selitti:
”Se on kuin verho, joka peittää osan pedosta. Joistakin näkökulmista näemme paljaan pedon, mutta muista näkökulmista näemme peitetyn pedon. Peto on sama, mutta käsityksemme ovat erilaisia. ”
Lähivuosina useiden suunniteltujen tutkimushankkeiden odotetaan tarjoavan paljon enemmän tietoa TDE: ista, mikä auttaa laajentamaan tämän ilmiön tutkimuskenttää. Näihin kuuluvat Young Supernova Experiment (YSE) -tapahtumien lyhytaikainen tutkimus, jota johtavat Niels Bohr -instituutin DARK-kosmologiakeskus ja UC Santa Cruz, sekä Chileen rakennettavat suuret synoptiset tutkimuskaukoputket (LSST).
Dr. Dai: n mukaan tämä uusi malli näyttää sen, mitä tähtitieteilijät voivat odottaa näkevänsä TDE: itä eri näkökulmista, ja antaa heidän sovittaa erilaiset tapahtumat yhtenäiseen kehykseen. "Tarkkailemme satoja tai tuhansia vuorovesihäiriötapahtumia muutamassa vuodessa", hän sanoi. "Tämä antaa meille paljon" laboratorioita "testata malliamme ja käyttää sitä ymmärtämään paremmin mustia aukkoja."
Tämä parempi ymmärrys siitä, kuinka mustat aukot toisinaan kuluttavat tähtiä, tarjoaa myös lisätestejä yleiseen suhteellisuuteen, gravitaatioaaltotutkimukseen ja auttaa tähtitieteilijöitä oppimaan lisää galaksien evoluutiosta.
