Tidvattenstörande händelse J150052 orsakades av snabbt roterande svart hål med medelmassa, undersökning

Med hjälp av NASA:s Chandra och ESA:s rymdteleskop XMM-Newton gjorde astronomer från Radboud University i Nederländerna och på andra ställen röntgenobservationer av en tidvattenstörning betecknad 3XMM J150052.0+015452, eller J150052 för kort. Resultaten visar att J150052 triggades av ett snabbt roterande svart hål med mellanmassa. Upptäckten beskrivs i en artikel som publicerades den 30 november på arXiv.org.

Tidal Disturbance Events (TDE) är astronomiska fenomen som inträffar när en stjärna passerar tillräckligt nära en ett supermassivt svart hål och separeras av tidvattenkrafter från det svarta hålet, vilket orsakar störningsprocessen. Detta tidvattenstörda stjärnskräp börjar regna ner på det svarta hålet, och strålning kommer ut från det innersta området av det accretionära skräpet, vilket är en indikator på närvaron av en TDE.

För astronomer och astrofysiker är TDE potentiellt viktiga sönder av stark gravitation och ackretionsfysik, som ger svar om bildandet och utvecklingen av supermassiver. svarta hål.

J150052 upptäcktes först 2005 som en röntgenkälla, under XMM-Newton och Chandra-observationer av förgrundsgruppen av galaxer NGC 5813 vid en rödförskjutning på 0,0064. Dess position sammanfaller med mitten av galaxen SDSS J150052.07+015453.8 vid en rödförskjutning på 0,145.

Uppföljande observationer av denna källa avslöjade att det var en långsamt sönderfallande TDE, som upplevde ett decennium långt förfall. Vissa studier har föreslagit att det svarta hålet som är ansvarigt för J150052 har en massa på cirka 100 000 solmassor, vilket gör det till ett svart hål med mellanmassa (IMBH).

Nu ett team av astronomer ledd av Zheng Cao från Radboud presenterar resultaten av deras studie som bekräftar IMBH-hypotesen.

“I den här artikeln presenterar och analyserar vi alla offentligt tillgängliga XMMNewton- och Chandra-data från tidvattenstörningen J150052 sedan 2008, erhållen under dess decennielånga förfall. Vi anpassar röntgenspektra med tunnskivsmodellen (Wen et al. . 2020, 2021), vilket begränsar massan och spinn av det svarta hålet till högre precision än tidigare”, skrev forskarna.

Massan av det svarta hålet för J150052 har uppmätts till cirka 200 000 solmassor. Det svarta hålets dimensionslösa spin-parameter har beräknats till minst 0,97. Därför drog forskarna slutsatsen att J150052 är en snabbsvängande, och möjligen nästan extrem, IMBH.

Mass- och spinnmätningar indikerar att J150052 inte bildades nära sin nuvarande massa. Därför antar författarna till tidningen att det svarta hålet måste ha ansamlats till sin nuvarande massa i episoder där vinkelmomentvektorerna för spinn och ackreterat material var inriktade.

Dessutom tyder spektralanalyser av J150052 på att den genomgår en övergång under dess sönderfall, vilket släcker koronan när hastigheten för masstillväxt minskar från super-Eddington-nivåer till Eddington-nivåer. Studien visade också att kronan på J150052 var optiskt tjock och varm.

För att sammanfatta resultaten noterade forskarna att deras resultat visar potentialen i att använda röntgenspektra från TDE för att hitta IMBH och mäta deras massor och spinn.

© 2022 Science X Network