במרכז הגלקסיה שלנו שוכן חור שחור סופר-מסיבי (SMBH) המכונה קשת A. בהתבסס על תצפיות מתמשכות, אסטרונומים קבעו כי SMBH זה מודד 44 מיליון קמ"ר (27.34 מיליון מ"ק) וקוטרו מוערך של 4.31 מיליון מסות שמש. לעיתים כוכב יסתובב קרוב מדי לשג א 'וייקרע בתהליך אלים המכונה אירוע שיבוש גאות ושפל (TDE).
אירועים אלה גורמים לשחרור התלקחויות בהירות של קרינה, המאפשרות לאסטרונומים לדעת שכוכב נצרך. לרוע המזל, במשך עשרות שנים אסטרונומים לא הצליחו להבדיל בין אירועים אלה לבין תופעות גלקטיות אחרות. אך הודות למחקר חדש שנערך על ידי צוות בינלאומי של אסטרופיסיקאים, כיום יש לאסטרונומים מודל אחיד המסביר את התצפיות האחרונות על אירועים קיצוניים אלה.
המחקר - שהופיע לאחרונה ב- מכתבי כתבי עת אסטרופיסיים תחת הכותרת "דגם אחיד לאירועי שיבוש גאות ושפל" - הובל על ידי ד"ר ג'יין ליסין דאי, פיזיקאי במכון האפל לקוסמולוגיה של מכון נילס בוהר. אליה הצטרפו חברים מהמכון המדעי המשותף של אוניברסיטת מרילנד ואוניברסיטת סנטה קרוז (UCSC) מאוניברסיטת קליפורניה.
כפי שהסביר אנריקו רמירז-רויז - הפרופסור והיו"ר לאסטרונומיה ואסטרופיזיקה באוניברסיטת סנטה קרוז, פרופסור נילס בוהר מאוניברסיטת קופנהגן, וסופר משותף בעיתון - בהודעה לעיתונות של UCSC:
"רק בעשור האחרון בערך הצלחנו להבחין בין TDE לתופעות גלקטיות אחרות, והמודל החדש יספק לנו את המסגרת הבסיסית להבנת האירועים הנדירים הללו."
ברוב הגלקסיות, SMBHs אינם צורכים חומר פעיל באופן פעיל ולכן אינם פולטים אור, המבדיל אותם מגלקסיות שיש בהן גרעינים פעילים גלקטיים (AGNs). אירועי הפרעה בזמנים הם אפוא נדירים, והם מתרחשים רק אחת ל 10,000 שנים בגלקסיה טיפוסית. עם זאת, כאשר כוכב אכן מתפרק, הדבר מביא לשחרור של כמות קרינה אינטנסיבית. כפי שהסביר ד"ר דאי:
"מעניין לראות כיצד חומרים מפנים את דרכם אל החור השחור בתנאים כה קיצוניים. כאשר החור השחור אוכל את הגז הכוכב, נפלטת כמות עצומה של קרינה. הקרינה היא מה שאנו יכולים לצפות, ובעזרתה אנו יכולים להבין את הפיזיקה ולחשב את תכונות החור השחור. זה הופך את זה למעניין ביותר לצאת לצוד אחר אירועים בשיבוש גאות ושפל. "
בשנים האחרונות התגלו כמה עשרות מועמדים לאירועי שיבוש בשעות הגאות (TDE) באמצעות סקרים ארעיים ואופיים רחבי-שדה וכן טלסקופים רנטגן. בעוד שהפיזיקה צפויה להיות זהה עבור כל ה- TDE, אסטרונומים ציינו כי נראה כי קיימים מספר מחלקות שונות של TDE. בעוד שחלקם פולטים בעיקר קרני רנטגן, אחרים פולטים בעיקר אור גלוי ואולטרה סגול.
כתוצאה מכך, התאורטיקנים התקשו להבין את התכונות המגוונות שנצפו וליצור מודל קוהרנטי שיכול להסביר את כולם. לצורך המודל שלהם, ד"ר דאי ועמיתיה שילבו אלמנטים מתוך תורת היחסות הכללית, שדות מגנטיים, קרינה והידרודינמיית גז. הצוות הסתמך גם על כלים חישוביים מהמתקדמים וכמה אשכולות מחשבים גדולים שנרכשו לאחרונה במימון קרן וילום למען ג'נס חג'ורת '(ראש המרכז לקוסמולוגיה DARK), הקרן הלאומית למדע האמריקאית ונאס"א.
באמצעות המודל שהביא, הצוות הגיע למסקנה כי זווית הצפייה של הצופה היא זו שמסבירה את ההבדלים בתצפית. בעיקרו של דבר, גלקסיות שונות מכוונות באופן אקראי ביחס לתצפיות בכדור הארץ, שרואות היבטים שונים של TDEs בהתאם לכיוון שלהן. כפי שהסביר רמירז-רויז:
"זה כאילו יש מעטה המכסה חלק מבהמה. מכמה זוויות אנו רואים חיה חשופה, אך מזוויות אחרות אנו רואים בהמה מכוסה. החיה זהה, אך התפיסה שלנו שונה. "
בשנים הקרובות צפויים מספר פרויקטים של סקר מתוכנן לספק נתונים רבים יותר על TDEs, שיסייעו להרחיב את תחום המחקר לתופעות זו. אלה כוללים את הסקר החולף הצעיר Supernova Experiment (YSE), אותו יובילו המרכז לקוסמולוגיה DARK במכון נילס בוהר וב- UC סנטה קרוז, והטלסקופים הגדולים של הסינופטי (LSST) הנבנים בצ'ילה.
לדברי ד"ר דאי, מודל חדש זה מראה את מה שאסטרונומים יכולים לצפות לראות בעת צפייה ב- TDE מזוויות שונות ויאפשר להם להתאים אירועים שונים למסגרת קוהרנטית. "אנו נצפה מאות עד אלפי אירועים בשיבוש גאות ושפל בעוד מספר שנים," אמרה. "זה ייתן לנו הרבה 'מעבדות' לבחון את המודל שלנו ולהשתמש בו כדי להבין יותר על חורים שחורים."
הבנה משופרת זו כיצד חורים שחורים צורכים כוכבים לעתים, תספק גם בדיקות נוספות לתורת היחסות הכללית, מחקר גלי הכבידה, ותעזור לאסטרונומים ללמוד יותר על התפתחות הגלקסיות.
