Plimska raztrganja zvezd

Astrofizikalni tranzienti, svetli dogodki, ki se pojavljajo v središčih galaksij, vključno s plimskimi raztrganji zvezd, nudijo edinstven in obetaven način za določitev lastnosti supermasivnih črnih lukenj.

Supermasivne črne luknje (SMBH) se nahajajo v galaktičnih središčih in so močno povezane z razvojem svojih galaksij. Mehanizmi njihovega nastanka in rasti ostajajo med najpomembnejšimi nerešenimi vprašanji v astrofiziki. Kljub njihovi razširjenosti, lastnosti večine SMBH (tj. njihova masa in spin - hitrost vrtenja) niso dobro poznane. To je posledica tega, da jih je zahtevno preučevati, saj večina od njih nima v bližini večje količine plina, ki bi oddajal svetlobo.

Plimska raztrganja zvezd (TDE) so astrofizikalni tranzientni pojavi, ki trajajo od nekaj mesecev do nekaj let. Do njih pride, ko zvezdo zanese v neposredno bližino SMBH in jo le-ta raztrga zaradi močnega plimskega polja. Iz zvezde tako nastane podolgovat tok snovi. Ko se vodilni del toka vrne v bližino SMBH, apsidalno precesira in trči v del toka, ki se še vrača k SMBH. To povzroči udarne valove, ki sprožijo tok snovi iz območja samo-prečkanja, iz katerega lahko pozneje nastane akrecijski disk. TDE so zelo svetli dogodki, ki lahko celo zasenčijo svoje gostiteljske galaksije.

TDE so še posebej zanimivi, ker nam omogočajo, da izvemo več o masah in spinu SMBH, pa tudi zaradi raziskovanja fizike izredno močnih gravitacijskih polj. Poleg tega lahko omogočijo vpogled v fiziko akrecije plina in dinamiko zvezd v galaktičnih središčih. Pomembno vlogo imajo tudi v več-glasniški astronomiji, saj je bilo v večih raziskavah ugotovljeno, da TDE sovpadajo z visokoenergijskimi nevtrini. Poleg tega so TDE potencialni viri gravitacijskih valov.

Sedanje število odkritih TDE (≈ 60) naj bi se povečalo na več kot 1000 novih dogodkov na leto, predvsem zaradi raziskave LSST (Legacy Survey of Space and Time) z observatorijem Vere Rubin. Natančni modeli TDE so ključnega pomena za pripravo na ta velik val podatkov in opis svetlobnih krivulj ter omejevanje lastnosti SMBH.

Opazovanja plimskih raztrganj zvezd

Na CAC sodelujemo z LSST, kar nam omogoča dostop do simuliranih strategij opazovanja in katalogov. Ker bo LSST začel delovati leta 2025, bo dostop do teh podatkov omogočil pravočasne primerjave opazovanj z rezultati simulacij. Poleg tega je CAC del ePESSTO+, največjega programa za spektroskopsko klasifikacijo astrofizikalnih tranzientov, kar ponuja priložnost za opredelitev potencialno opazljivih spektroskopskih značilnosti.

Simulacije plimskih raztrganj zvezd

Na UNG izvajamo hidrodinamske simulacije TDE. Osredotočamo se na različne faze TDE, vključno s hitrostjo vračanja toka snovi, samo-prečkanjem tokov in nastankom akrecijskega diska. Naš cilj je pridobiti temeljni vpogled v naravo TDE in prispevati k napredku teoretičnega znanja, zlasti na področju astrofizike črnih lukenj in tranzientov. Naše delo zagotavlja dodatne omejitve zaznane svetlobe, ki jih lahko opazovalci uporabijo za pridobivanje lastnosti SMBH iz sedanjih in prihodnjih podatkov opazovanj TDE, kar postavlja temelje za nadaljnje študije na teh področjih.