ブラックホールは主要イベント後も静かにならないかもしれない
恒星が超大質量ブラックホールに近づきすぎると、その結果は通常、突然かつ最終的なものとして説明される。重力は潮汐破壊現象で恒星を引き裂き、破片は渦を巻きながら内側に落ちる際に加熱され、望遠鏡は可視光、紫外線、X線で明るいフレアを観測する。長年、天文学者はそのフレアを全体のストーリーとして扱ってきた：短い活動のバーストの後、暗闇に戻る。
新しい電波観測は、その余波がはるかに長く続く可能性を示唆している。アリゾナ大学のケイト・アレクサンダーが率いる研究をまとめたUniverse Todayの記事によると、チームはニューメキシコのVery Large Arrayを使用して31の潮汐破壊現象を監視し、かなりの割合が元の爆発から数ヶ月から数年後に電波波長で再び明るくなったことを発見した。
この遅延信号が重要なのは、ブラックホールが単に恒星の破片を飲み込むだけではない、より複雑な何かを示しているからだ。代わりに、破壊された物質の一部は事象の地平線付近からジェットや風として外側に跳ね返されているように見える。その放出された物質がブラックホール周辺のガスと衝突すると、電波で光る衝撃波が発生する。実質的に、ブラックホールの摂食エピソードは物質の一方向の移動ではなく、食事の一部が環境に放出される。
遅延電波グローの重要性
潮汐破壊現象は、普段は比較的静かなブラックホールを一時的に照らし出すため、天文学者にとってすでに価値がある。今回の発見はさらに別の有用性を加える。遅延電波フレアは、ブラックホールが異なる摂食状態の間でどのように移行し、その変化が生成するアウトフローにどのように影響するかを研究する方法を提供する。
報告によると、チームは2つの大まかなタイミングパターンを特定した。あるケースでは、電波放射は数百日以内にオンになり、ブラックホールはまだ恒星の残骸を高い割合で降着していた。他のケースでは、電波の明るさははるかに遅く、摂食率が大幅に低下した後に現れた。タイミングは異なるものの、両方の経路が強い電波爆発につながった。
これは重要な手がかりである。非常に異なる降着条件でも強力な物質放出を生成できることを示唆している。アウトフローを開始するための単一の狭いレシピではなく、ブラックホールは、十分な破壊物質が集まりブラックホール近くの条件が変化すると、ジェットや風を生成する複数の経路を持つ可能性がある。
天体物理学者にとって、これにより潮汐破壊現象は壮観な一回限りの爆発以上のものになる。それらはブラックホールの挙動の進化を観測できる時間分解実験室となる。破壊は人間が観測可能な時間スケールで展開するため、研究者は静的なスナップショットから推測するのではなく、数ヶ月から数年かけて変化を追跡できる。
乱雑なブラックホール摂食を詳しく見る
環境が極端であっても、中心的な物理像は単純である。恒星は潮汐力によって引き裂かれ、ストリーム、次いでブラックホール周辺にガスの円盤を形成する。そのガスの多くは内側に落ち込み、莫大なエネルギーを放出する。しかし、すべてが降着流に留まるわけではない。一部の物質は外側に向けられる。周囲のガスに衝突すると、衝撃波が形成され、広大な距離を越えて検出可能な電波を放射する。
このシーケンスは、電波信号が最初のフレアよりはるかに遅れる理由を説明するのに役立つ。光学、紫外線、X線放射は、即時の破壊と急速な初期降着を追跡する。一方、電波観測は、外向きに移動する噴出物とブラックホール周辺の環境との間の相互作用を追跡する。放出された物質が移動するのに時間がかかる場合、またはアウトフローが摂食プロセスの後半に開始される場合、電波放射は当然、最初の花火が消えた後に現れる。
この区別は、多波長天文学が不可欠である理由も示している。潮汐破壊現象は、ある波長では終わったように見えても、別の波長ではまだ発展している可能性がある。電波の追跡観測がなければ、天文学者はブラックホールがエネルギーと物質を母銀河に再分配する重要な部分を見逃す可能性がある。
この報告のサンプルサイズは、Very Large Arrayで観測された31の恒星破壊であり、これらの遅延電波フレアが孤立した異常ではないという主張を強化するのに十分な大きさである。それらは、少なくとも一部の超大質量ブラックホールが突然の摂食エピソードを処理する方法の繰り返し現れる特徴を表しているようだ。
天文学者が次に予測できること
ソースレポートのより興味深い詳細の1つは、チームが後で電波でフレアを起こすイベントを予測する可能性のある方法を見つけたことである。記事によると、遅延電波放射を最終的に生成したブラックホールは、早期の可視光で微妙な違いを示す傾向があった。
そのパターンが成り立てば、潮汐破壊キャンペーンをより効率的にできる可能性がある。天文学者は早期の光学挙動をスクリーニングツールとして使用し、貴重な長期電波データを生成する可能性が最も高いイベントにフラグを立てることができる。これにより、観測所はすべての破壊を均等に監視するのではなく、最も有益なターゲットにフォローアップ時間を割り当てることができる。
また、望遠鏡が異なる波長で見るものと降着とフィードバックの基礎物理学を結びつける広範な取り組みを強化する。後の電波フレアを予兆する可視光シグネチャは、電波の証拠がはるかに遅れて現れても、それらのアウトフローの種が早期に存在することを示唆する。
今のところ、広範な結論は、潮汐破壊現象は単一のフラッシュバルブというよりは、複数の幕を持つシーケンスに似ているということである。最初のフレアは依然として恒星の暴力的な破壊を示すが、その後にブラックホールが自身の摂食 frenzy にどのように反応するかを明らかにする遅延エピソードが続く可能性がある。
その延長されたタイムラインは、現象自体のドラマを超えて有用である。ブラックホールのアウトフローは銀河中心周辺のガスに影響を与え、それらのアウトフローがいつどのようにオンになるかを理解することは、研究者がブラックホールの成長とその環境への影響のより良いモデルを構築するのに役立つ。遅延電波フレアが一般的であれば、恒星破壊で放出されるエネルギーの有意な部分が、最初の光のバーストだけでなく、後の相互作用に詰め込まれる可能性がある。
要するに、恒星が引き裂かれた後の見かけの静けさは誤解を招く可能性がある。銀河の中心は最初のフレアが消えた後も長く活動し続けることができ、電波望遠鏡はその余波が独自の物語を持っていることを示している。
この記事はUniverse Todayの報道に基づいています。 元の記事を読む。
Originally published on universetoday.com
