블랙홀에 의해 ‘스파게티’된 별의 최종 운명을 보여주는 편광

천문학자들은 2019년 초거대질량 블랙홀에 매우 가까이 다가간 후 별이 잘게 쪼개진 “스파게티”를 처음 관찰했을 때, 폭발에 의해 방출되는 광학 빛의 강한 바람에 의해 별 물질의 많은 부분이 바깥쪽으로 발사되고 있다는 것을 알아냈습니다. . 이제 University of California, Berkeley(UCB)의 천문학자들은 그 빛의 편광을 분석하여 구름이 구형 대칭일 가능성이 있음을 결정하고 강한 바람에 대한 더 많은 증거를 추가했습니다.

그는 “조석 주위의 가스 구름 모양을 추론한 것은 이번이 처음”이라고 말했다. 공동 저자 Alex Filippenko는 다음과 같이 말했습니다., UCB 천문학자. 가장 최근 결과는 마지막 종이 Royal Astronomical Society의 월간 공지사항에 게재됨.

우리처럼 앞서 언급한, 빛을 포함한 블랙홀의 사건 지평선 너머를 지나가는 물체는 블랙홀도 혼돈의 포식자일지라도 삼켜지고 탈출할 수 없다. 이것은 신체 물질의 일부가 이미 강한 제트로 배출되었음을 의미합니다. 이 물체가 별이라면 블랙홀의 강한 중력에 의해 찢어지는(또는 “찢어지는”) 과정이 사건의 지평선 밖에서 일어나고 별의 원래 질량의 일부가 바깥쪽으로 격렬하게 분출됩니다. 이것은 모양이 될 수 있습니다 재료의 회전 링 (일명 축적 디스크) 강력한 X선과 가시광선을 방출하는 블랙홀 주변. 제트는 천문학자들이 블랙홀의 존재를 간접적으로 추론할 수 있는 한 가지 방법입니다.

2018년 천문학자들이 발표한 첫 라이브 사진 우리 태양 질량의 2천만 배에 달하는 블랙홀에 의해 별이 갈라지면서 Arp 299라고 불리는 한 쌍의 충돌 은하가 지구에서 1억 5천만 광년 떨어진 낙진입니다. 1년 후 천문학자들은 최후의 고통 그러한 “초거대질량 블랙홀”에 의해 쪼개진 별조수 교란 사건(TDE), 일명 AT 2019qiz. 질량의 약 절반이 공급되거나 축적된 이 별은 태양 질량의 100만 배에 달하는 블랙홀로 파열되었고 나머지 절반은 외부로 방출되었습니다.

이 강력한 빛의 폭발은 종종 성간 먼지와 파편의 베일 뒤에 숨겨져 천문학자들이 더 자세히 연구하기 어렵게 만듭니다. 그러나 2019년에는 지난해 별이 찢긴 직후에 qiz가 발견되어 먼지와 파편의 장막이 완전히 형성되기 전에 자세히 연구하기가 더 쉽습니다. 천문학자들은 전 세계의 여러 망원경을 사용하여 향후 6개월 동안 전자기 스펙트럼 전반에 걸쳐 추적 관찰을 수행했습니다. 이러한 관찰은 난기류와 축적 동안 흐르는 가스가 이전에 관찰된 강한 빛과 전파 방출을 생성한다는 첫 번째 직접적인 증거를 제공했습니다.

천문학자들은 방출된 광학 빛이 캘리포니아 산호세 근처 호수 천문대의 3미터 신 망원경으로 관찰한 결과 1%의 약간의 편광을 갖는다는 것을 알고 있습니다. 천문대는 광학 빛의 편광을 결정하는 분광계를 포함합니다. 전자가 가스 구름에서 산란된 후 빛이 편광될 수 있습니다. 이 TDE가 얼마나 멀리 떨어져 있기 때문에 일반적으로 빛의 한 점으로만 나타나며 편광은 물체의 모양을 암시하는 몇 안 되는 속성 중 하나입니다.

~에 따르면 공동 저자 키쇼어 파트라, 강착 디스크에서 방출되는 빛의 대부분은 X선 시스템에서 시작되었지만 가스 구름을 통과하면서 이 빛은 다양한 산란, 흡수 및 재방출로 인해 계속 에너지를 잃어 결국 결과적으로 그것은 광계 지배에 나타납니다. “최종 산란은 광자의 편광 상태를 결정합니다.”라고 Batra는 말했습니다. “따라서 편광을 측정함으로써 최종 산란이 발생하는 표면 기하학을 추론할 수 있습니다.”

2019년 10월 편광이 0인 편광 측정을 기반으로 버클리 과학자들은 표면 반경이 약 100천문 단위(au) 또는 지구 궤도보다 약 100배 큰 구형 구름에서 빛이 나오는 것으로 계산했습니다. 그러나 한 달 후 측정한 결과 빛의 편광이 1%로 나타났으며, 이는 구름이 약해지고 약간의 비대칭이 발생했음을 나타냅니다.

“이번 관찰은 이론적으로 제안된 솔루션 종류를 배제하고 블랙홀 주변의 가스에 일어나는 일에 대해 더 강력한 제약을 제공합니다.” 바트라가 말했다. “사람들은 이 사건에서 바람이 나온다는 다른 증거를 보았고, 이 분극 연구는 바람이 충분하지 않으면 구형 기하학을 얻을 수 없다는 의미에서 그 증거를 확실히 더 강력하게 만든다고 생각합니다. 여기서 흥미로운 사실은 안쪽으로 나선형으로 회전하는 별에 있는 물질의 대부분은 결국 블랙홀에 떨어지지 않고 블랙홀에서 폭발할 뿐입니다.”

DOI: Royal Astronomical Society의 월간 공지, 2022. 10.1093/만라스/스택 1727 (DOI 정보).