Le onde radio fanno luce sull'evento di disturbo delle maree AT2020vwl
Nuove intuizioni da AT2020vwl arricchiscono la conoscenza sugli eventi di interruzione mareale e i buchi neri.
― 6 leggere min
Indice
- Importanza delle Osservazioni Radio
- Cosa è Successo Durante AT2020vwl?
- Osservando il Flusso
- Confronto con Altri TDE
- Il Ruolo dell'Accrescimento
- La Campagna Osservativa
- Gestire le Incertezze nelle Osservazioni
- Implicazioni per Comprendere i TDE
- Future Osservazioni e Studi
- Conclusione
- Fonte originale
- Link di riferimento
Un evento di disgregazione mareale (TDE) succede quando una stella si avvicina troppo a un buco nero supermassiccio, causando che venga distrutta. Questo evento affascinante genera un sacco di energia e porta a vari risultati osservabili, inclusi emissioni di luce, raggi X e onde radio. Tra queste osservazioni, le onde radio sono importanti perché forniscono informazioni sul materiale espulso durante la distruzione della stella e la sua interazione con l'ambiente circostante.
Importanza delle Osservazioni Radio
La rilevazione radio di TDE è rara. Finora, solo un numero limitato di TDE è stato osservato con emissioni radio, e ancora meno sono stati osservati più volte nel tempo. Studiare queste emissioni radio aiuta gli astronomi a raccogliere informazioni preziose sui processi che avvengono quando una stella viene distrutta da un buco nero.
Recentemente, sono state fatte osservazioni radio per un TDE noto come AT2020vwl, insieme a una campagna di monitoraggio estesa per 1,5 anni. Questa campagna ha permesso agli scienziati di seguire come sono evolve le emissioni radio dopo che è stata rilevata la prima flare ottica brillante.
Cosa è Successo Durante AT2020vwl?
AT2020vwl è stato notato per la prima volta il 10 ottobre 2020, dalla sonda Gaia. Ha prodotto una flare ottica brillante che indicava che una stella era stata distrutta. Ulteriori osservazioni hanno rivelato che l'evento si è svolto in una galassia identificata come SDSS J153037.80+265856.8.
Nei mesi successivi, diversi telescopi radio sono stati utilizzati per tracciare le emissioni da AT2020vwl. Le onde radio hanno mostrato che il flusso di materiale dall'evento è cambiato nel tempo, espandendosi verso l'esterno dal buco nero. Il monitoraggio radio ha permesso agli scienziati di misurare le caratteristiche di questo flusso, inclusi la sua velocità e energia.
Osservando il Flusso
Gli scienziati hanno scoperto che il flusso da AT2020vwl era non relativistico, il che significa che non si muoveva avvicinandosi alla velocità della luce. Il flusso si è espanso su una gamma di distanze dal buco nero. Modellando la situazione, i ricercatori credono che il flusso sia stato probabilmente causato da collisioni tra i flussi di detriti della stella distrutta. Altri scenari, come venti o getti dal buco nero, sono stati considerati meno probabili.
Le emissioni radio hanno raggiunto picchi a determinate frequenze durante le osservazioni, mostrando uno spostamento verso frequenze più basse nel tempo, un indicatore chiave di come l'emissione è cambiata man mano che il flusso evolveva.
Confronto con Altri TDE
AT2020vwl si aggiunge a un numero crescente di TDE con emissioni radio osservate. Rispetto ad altri eventi, le sue proprietà hanno mostrato somiglianze e differenze. Lo studio di queste proprietà aiuta a sviluppare una comprensione più ampia di come si svolgono gli eventi di disgregazione mareale.
Molti TDE mostrano comportamenti diversi nelle loro emissioni, e le emissioni di AT2020vwl si allineavano con alcuni schemi visti in altri eventi. Questo lo rende un contributore importante al pool di conoscenze sugli eventi di disgregazione mareale e sui meccanismi dietro le loro emissioni.
Il Ruolo dell'Accrescimento
Dopo che una stella viene distrutta da un buco nero, i resti della stella possono essere o risucchiati nel buco nero (materiale legato) o espulsi (materiale non legato). Il processo che decide cosa succede a questo materiale può portare a diversi tipi di emissioni osservate negli TDE.
Nel caso di AT2020vwl, mentre le emissioni ottiche davano indizi sulla distruzione, le osservazioni radio di follow-up hanno rivelato dettagli importanti sul materiale espulso. Lo studio ha suggerito che le emissioni radio potrebbero essere dovute a vari processi, inclusi venti di disco o interazioni tra diversi flussi di detriti.
La Campagna Osservativa
La campagna per monitorare AT2020vwl ha coinvolto più telescopi radio come il Very Large Array (VLA), il Giant Metrewave Radio Telescope (uGMRT) aggiornato, e il telescopio MeerKAT in Sud Africa. Questi telescopi hanno catturato dati su diverse frequenze nel corso di diversi mesi.
Utilizzando software avanzati per la riduzione e l'analisi dei dati, gli scienziati sono stati in grado di estrarre misurazioni significative delle emissioni radio dal TDE. Le osservazioni hanno indicato un graduale affievolirsi delle emissioni radio nel tempo, coerente con il comportamento di eventi simili.
Gestire le Incertezze nelle Osservazioni
Una sfida affrontata dagli astronomi durante il monitoraggio era il potenziale per variazioni nelle emissioni radio causate da scintillazione interstellare, che è un tipo di effetto di luccichio causato dall'atmosfera terrestre. Questo ha aggiunto un ulteriore livello di complessità nell'interpretare i dati.
Per tenere conto di queste variazioni, i ricercatori hanno analizzato attentamente le differenze nella densità di flusso tra le diverse osservazioni. Hanno scoperto che le variazioni osservate erano in linea con gli effetti di scintillazione previsti, confermando la natura compatta della sorgente radio.
Implicazioni per Comprendere i TDE
Ogni TDE aggiunge alla comprensione di come le stelle interagiscono con i Buchi Neri supermassicci. Le scoperte da AT2020vwl hanno messo in evidenza che i flussi prodotti da tali eventi possono variare ampiamente, influenzati da fattori come la quantità di materiale coinvolto e la dinamica dell'ambiente circostante.
Man mano che le osservazioni continuano, sarà più facile distinguere tra i vari meccanismi in gioco durante questi eventi. I risultati ottenuti da AT2020vwl potrebbero aiutare a prevedere come si comporteranno i futuri TDE, guidando sforzi osservativi futuri.
Future Osservazioni e Studi
Altre osservazioni sono pianificate per seguire le emissioni radio da TDE come AT2020vwl. Queste future osservazioni aiuteranno a comprendere meglio il contributo della galassia ospitante alle emissioni osservate e forniranno maggiori informazioni su come i flussi evolvono nel tempo.
La collaborazione tra diversi telescopi e team di ricerca in tutto il mondo mira a fornire modelli più completi di questi eventi stellari. Confrontando numerosi TDE e le loro proprietà, gli astronomi possono costruire un quadro più chiaro della loro fisica sottostante.
Conclusione
Gli eventi di disgregazione mareale offrono un'opportunità unica per studiare le complesse interazioni tra stelle e buchi neri supermassicci. Le emissioni radio da AT2020vwl contribuiscono in modo significativo a questo campo di ricerca, dimostrando l'importanza delle campagne osservative attuali e future.
Attraverso osservazioni e analisi diligenti, gli scienziati possono continuare a perfezionare la loro comprensione di questi spettacolari eventi cosmici e dei meccanismi che li guidano, migliorando infine la conoscenza delle forze più potenti dell'universo in gioco.
Titolo: A radio-emitting outflow produced by the tidal disruption event AT2020vwl
Estratto: A tidal disruption event (TDE) occurs when a star is destroyed by a supermassive black hole. Broadband radio spectral observations of TDEs trace the emission from any outflows or jets that are ejected from the vicinity of the supermassive black hole. However, radio detections of TDEs are rare, with less than 20 published to date, and only 11 with multi-epoch broadband coverage. Here we present the radio detection of the TDE AT2020vwl and our subsequent radio monitoring campaign of the outflow that was produced, spanning 1.5 years post-optical flare. We tracked the outflow evolution as it expanded between $10^{16}$ cm to $10^{17}$ cm from the supermassive black hole, deducing it was non-relativistic and launched quasi-simultaneously with the initial optical detection through modelling the evolving synchrotron spectra of the event. We deduce that the outflow is likely to have been launched by material ejected from stream-stream collisions (more likely), the unbound debris stream, or an accretion-induced wind or jet from the supermassive black hole (less likely). AT2020vwl joins a growing number of TDEs with well-characterised prompt radio emission, with future timely radio observations of TDEs required to fully understand the mechanism that produces this type of radio emission in TDEs.
Autori: A. J. Goodwin, K. D. Alexander, J. C. A. Miller-Jones, M. F. Bietenholz, S. van Velzen, G. E. Anderson, E. Berger, Y. Cendes, R. Chornock, D. L. Coppejans, T. Eftekhari, S. Gezari, T. Laskar, E. Ramirez-Ruiz, R. Saxton
Ultimo aggiornamento: 2023-04-25 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2304.12661
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2304.12661
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.
Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.