Ultraviolet spektroskopisk udvikling af en tidevandsafbrydelseshændelse undersøgt af astronomer

(Phys.org) – Et internationalt hold af astronomer ledet af Jonathan S. Brown fra Ohio State University i Columbus, Ohio, har studeret den ultraviolette spektroskopiske udvikling af en nærliggende tidevandsforstyrrelse med lav lysstyrke (TDE) kendt som iPTF16fnl. Resultaterne af denne undersøgelse, offentliggjort 7. april på arXiv.org., give nye fingerpeg om arten af ​​denne TDE.

TDE opstår, når en stjerne passerer tæt nok på et supermassivt sort hul og trækkes fra hinanden af ​​det sorte huls tidevandskræfter, forårsager afbrydelsesprocessen. Sådanne tidevandsforstyrrede stjerneaffald regner derefter ned på det sorte hul, og stråling kommer ud fra det inderste område af ophobende affald, hvilket indikerer tilstedeværelsen af ​​en TDE.

TDE'er tjener som uvurderlige sonder for stærk tyngdekraft og tilvækstfysik, giver svar om dannelsen og udviklingen af ​​supermassive sorte huller. Mens de fleste sådanne hændelser opdages i optiske forbigående undersøgelser, ultraviolette observationer giver mulighed for at lære meget mere om kinematik og ioniseringsstruktur af tidevandsforstyrrede stjernerester.

iPTF16fnl blev opdaget den 26. august, 2016 som en transient i overensstemmelse med centrum af galaksen Mrk 0950. Denne transient blev senere klassificeret som en hurtigt udviklende, lav lysstyrke TDE, ligger omkring 220 millioner lysår væk. Det er den nærmeste TDE fundet hidtil, og dens sorte hulmasse skønnes ikke at være større end 5,5 millioner solmasser.

På grund af iPTF16fnls nærhed til Jorden, Brown og hans kolleger besluttede at indlede en opfølgende observationskampagne for at studere denne begivenhed i detaljer. Disse observationer blev udført ved hjælp af Hubble Space Telescope's (HST) Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) og Ultraviolet/Optical Telescope (UVOT) ombord på NASA's Swift-rumfartøj. Forskerne brugte også flere jordbaserede observatorier for at udføre fotometrisk og spektroskopisk overvågning af denne begivenhed. Alle disse instrumenter gjorde det muligt for holdet at spektroskopisk observere den tidsmæssige udvikling af en TDE i ultraviolet lys for første gang nogensinde.

"Vi præsenterede for første gang den UV-spektroskopiske udvikling af en TDE ved hjælp af data fra HST/STIS, "Skrev Browns team i et forskningspapir tilgængeligt på arXiv.org.

Resultaterne viser, at form og hastighedsforskydning af den brede ultraviolette emission i iPTF16fnl og absorptionsfunktioner udvikler sig med tiden.

"Der er betydelig udvikling i formen og den centrale bølgelængde af linjeprofilerne i løbet af vores observationer, sådan at på tidlige tidspunkter, linjerne er brede og rødforskudte, mens på senere tidspunkter, linjerne er betydeligt smallere og topper nær bølgelængderne af deres tilsvarende atomare overgange, " står der i avisen.

Forskerne fandt ud af, at ultraviolette spektre af iPTF16fnl ligner dem fra ASASSN-14li (andre nærliggende TDE) og nitrogenrige kvasarer. Når det kommer til optiske spektre af iPTF16fnl, resultaterne indikerer, at de ligner dem fra flere andre optisk opdagede TDE'er.

"De dominerende emissionstræk minder meget om dem, der ses i UV-spektrene i TDE ASASSN-14li og ligner også dem for N-rige kvasarer, " skrev forfatterne.

Alle data opnået af forskellige rum- og jordbaserede teleskoper gjorde det muligt for forskerne at konkludere, at iPTF16fnl er subluminøst og udvikler sig hurtigere end andre optisk detekterede TDE'er.

© 2017 Phys.org