Астрономы изучают свойства события приливного разрушения iPTF16fnl

Используя программу спектрального синтеза, предназначенную для моделирования условий в межзвездной материи, астрономы исследовали событие приливного разрушения (tidal disruption event, TDE), получившее обозначение iPTF16fnl. Результаты исследования, опубликованные на сервере препринтов arXiv, дают важную информацию о свойствах этого TDE.

Событие приливного разрушения — это астрономическое явление, которое происходит, когда звезда подходит достаточно близко к сверхмассивной черной дыре (к горизонту событий) и разрывается приливными силами черной дыры, претерпевая спагеттификацию.

Разрушенные приливом звездные остатки начинают падать в черную дыру, и из самой внутренней области аккрецирующих обломков выходит излучение, что является индикатором присутствия TDE. В целом столкновение двух потоков вызывает диссипацию энергии, которая может привести к образованию аккреционного диска.

Таким образом, TDE воспринимаются астрономами как потенциально важные события для исследования физики сильной гравитации и аккреции, дающие ответы на вопросы формирования и эволюции сверхмассивных черных дыр.

Обнаруженный 29 августа 2016 года iPTF16fnl представляет собой относительно слабый оптический TDE, расположенный в центре галактики Markarian 950, на расстоянии около 217 миллионов световых лет от нас.

У него более быстрые сроки распада, чем у большинства известных TDE, его черная дыра, по первоначальным оценкам, примерно в 2 миллиона раз массивнее Солнца, а масса разрушенной звезды была рассчитана как 0,03 солнечной массы.

Чтобы пролить больше света на свойства iPTF16fnl, группа астрономов решила использовать CLOUDY, программу цифрового спектроскопического моделирования.

CLOUDY позволила им смоделировать оптические спектральные линии iPTF16fnl в три разные эпохи, а также получить основные физические условия.

Моделирование показало, что в случае iPTF16fnl черная дыра имеет массу примерно 673 000 солнечных масс, а разрушенная звезда оказалась примерно в 2,6 раза массивнее Солнца. Возраст родительской галактики TDE оценивается в 650 миллионов лет.

Согласно исследованию, истечение потока в виде ветра, дующего из образовавшегося аккреционного диска iPTF16fnl, имеет скорость около 7447 км/с, а внутренний радиус ветра был измерен примерно в 1,5 а.е. Время формирования диска было рассчитано как 13,25 суток.

Исследование показало, что диск iPTF16fnl был умеренно комковат. Астрономы подчеркнули, что скорость истечения массы доминирует над скоростью прироста массы в ранние времена, но оказалось, что скорость истечения массы быстро снижается по сравнению со скоростью прироста массы.

Кроме того, результаты показывают, что отношение плотности гелия к водороду в ветре составляет от 0,1 до 0,15, что сопоставимо с плотностью Солнца. Это говорит о том, что разрушенная приливом звезда изначально являлась звездой главной последовательности.