Astrofysikere opdager en ny metode til at jage de første stjerner

I en sådan tidevandsafbrydelseshændelse (TDE) fester det sorte hul sig af stjerneaffaldet og producerer meget lysende udbrud. Forskerne undersøgte den komplekse fysiske proces, der var involveret, og demonstrerede, at disse flares kan skinne over milliarder af lysår for at nå os i dag. Vigtigst er det, at de har fundet ud af, at de unikke signaturer af disse TDE-blus kan bruges til at identificere eksistensen af ​​Pop III-stjerner og få indsigt i deres egenskaber.

"Når de energiske fotoner rejser fra en meget fjern afstand, vil tidsskalaen for opblussen blive strakt på grund af universets udvidelse. Disse TDE-udbrud vil stige og henfalde over en meget lang periode, hvilket adskiller dem fra TDE'erne af stjerner af soltypen i det nærliggende univers," sagde professor Dai, hovedforsker og den tilsvarende forfatter til projektet.

"Interessant nok er det ikke kun tidsskalaerne for flares, der er strakt, det samme er deres bølgelængde. Det optiske og ultraviolette lys, der udsendes af TDE, vil blive overført til infrarøde emissioner, når de når Jorden," Dr. Rudrani Kar Chowdhury, postdoc. Institut for Fysik ved HKU og artiklens første forfatter, tilføjet.

Det, der gør opdagelsen mere spændende, er, at to NASA-flagskibsmissioner, det nyligt lancerede James Webb Space Telescope (JWST) og det kommende Nancy Grace Roman Space Telescope (Roman), har evnen til at observere sådanne infrarøde emissioner fra store afstande.

Professor Priya Natarajan fra Institut for Astronomi og Fysik ved Yale University og en medforfatter af papiret udtalte:"Romers unikke evner ved samtidig at være i stand til at observere et stort område af himlen og kigge dybt ind i det tidlige univers gør det til en lovende sonde. for at detektere disse Pop III TDE-blus, som igen ville tjene som en indirekte opdagelse af Pop III-stjerner."

Janet Chang, en ph.d. studerende ved Institut for Fysik ved HKU og medforfatter af papiret, tilføjede:"Vi forventer, at et par snesevis af disse begivenheder vil blive opdaget af Roman hvert år, hvis den rigtige observationsstrategi forfølges."

Med disse resultater i tankerne præsenterer det næste årti et betydeligt potentiale for at identificere disse særskilte kilder, hvilket fører til spændende afsløringer om Pop III-stjerner og optrævler mysterierne om universets begyndelse.

Flere oplysninger: Rudrani Kar Chowdhury et al., Detecting Population III Stars through Tidal Disruption Events in the Era of JWST and Roman, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI:10.3847/2041-8213/ad41b7

Journaloplysninger: Astrofysiske journalbreve

Leveret af University of Hong Kong