Egy új kutatás az egyik elsőként megfigyelt ilyen esemény infravörös változásait vizsgálta, hogy többet tudjunk meg róla.
A fekete lyukak táplálkozási szokásai
A galaxisok központja nagyon aktív terület, amely sok csillagvárosban egy zsúfolt étteremhez hasonlít. A központi szupernagy tömegű fekete lyuk egy por- és gázkorongból lakmározik, amely több tíz vagy több százezer évig is fennmarad, és a folyamat közben fényes és változatos aktív galaxismagot alkot. Ennél rövidebb ideig tartanak a galaktikus értelemben mindössze nassolásnak számító árapály-katasztrófa események (tidal disruption events, TDE). Ezek akkor következnek be, amikor egy csillag túl közel kerül egy szupernagy tömegű fekete lyukhoz, és annak gigantikus árapály-ereje darabokra szakítja. Az elmúlt évtizedben kiderült, hogy ezek az események nem zárják ki egymást: egy fekete lyuk falatozhat egy csillagból, miközben a korongból is ebédel. De vajon hogy néz ki egy árapály-katasztrófa, ami egy aktív galaxismag akkréciós korongjában megy végbe?
Poros korong aprított csillaggal
Ning Jiang (University of Science and Technology of China) munkatársaival a PS16dtm-et, az egyik első olyan árapály-katasztrófát vizsgálta, amely egy aktív galaxismag korongjában következett be. A kutatók a Neil Gehrels Swift Obszervatórium archív adatai, valamint az ATLAS égboltfelmérő program, az All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN) felmérés és a WISE űrteleszkóp adatai alapján kaptak képet a rendszer viselkedéséről több hullámhosszon.
Az adatok azt mutatják, hogy az esemény ultraibolya és látható hullámhosszú sugárzása néhány hét alatt erősödött meg, majd fokozatosan, több év alatt gyengült vissza. Az infravörös sugárzással más történt: sokkal lassabban erősödött, majd erős is maradt. Ez nem átalános jellemzője az árapály-katasztrófa eseményeknek, inkább az aktív galaxismagok korongjaiban bekövetkezett árapály-katasztrófák egyedi jellemzőjének tűnik.
A fánk belsejében
Vajon miért tér el annyira az infravörös sugárzás erőssége a többi hullámhosszétól? A válasz az aktív galaxismag akkréciós korongját körülvevő vastag, poros tóruszban (vagy fánkban) rejlik. Ahogy a szétroncsolt csillag fénye eléri a tóruszt, a por és gáz elnyeli a fényt, és infravörös tartományban sugározza vissza, így jön létre az árapály-esemény infravörös „visszfénye”.
A kutatók modellezték a porvisszfényt, és kiderült, hogy ahhoz, hogy az infravörös sugárzás ilyen sokáig erős maradjon, a kibocsátó árapály-katasztrófának rendkívül fényesnek kellett lennie. Olyan fényesnek, hogy a csillag pusztulásából származó sugárzás a tórusz egy részét el is párologtassa, belső sugarát 3,6 fényévről 5,2 fényévre tolva ki.
Az a tény, hogy a rendszer sugárzásának ilyen nagy része az infravörös tartományba esik, megoldást kínálhat a „hiányzó energia” problémájára: a csupán látható tartományban megfigyelt árapály-katasztrófák a vártnál ugyanis látszólag kisebb energiával sugároznak. Az aktív galaxismag akkréciós korongjában végbemenők sokkal nagyobb energiával rendelkezhetnek, mint azok, amelyek egy szétroncsolt csillag és egy gázkorong közötti kölcsönhatásnak köszönhetőek.
Egyelőre nem figyelhetjük meg közvetlenül magát a tóruszt, mivel túl halvány és túl kicsi a jelenlegi műszereink képességeihez. Jiang és munkatársai szerint az Európai Déli Obszervatórium Nagyon Nagy Távcsövére szerelt GRAVITY műszer továbbfejlesztett változata, a GRAVITY+ képes lehet majd a tórusz megfigyelésére. Eközben a közeljövő égboltfelmérései, mint például a Vera C. Rubin Obszervatórium Legacy Survey of Space and Time (LSST) felmérése több száz vagy akár több ezer további árapály-katasztrófát fog felfedezni, amelyek még jobb betekintést nyújtanak ezekbe a lenyűgöző eseményekbe.
Az eredményeket ismertető szakcikk: Jiang et al. 2025, https://doi.org/10.3847/2041-8213/adaeb9
Forrás: https://aasnova.org/2025/02/26/echoes-of-a-tidal-disruption-event/
Szerző: Ujhelyi Borbála, Kutatási asszisztens
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet