Em uma situação de perturbação das marés, uma estrela infeliz passa muito perto de um buraco negro supermassivo dormente e fica dilacerado por forças de maré, alimentando o buraco negro por um tempo curto. Astrônomos usam distintivos assinaturas observacionais para detectar estes eventos, mas eles não estão vendo quase tantos eventos como interrupção de maré teoria diz que deveriam.
Um estudo recente realizado por pesquisadores da UC Santa Cruz sugere que os astrônomos poderiam estar faltando muitos desses eventos por causa da forma como os fluxos de estrelas desfiado cair no buraco negro. James Guillochon, que ganhou seu Ph.D. na UC Santa Cruz e está agora no Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, e Enrico Ramirez-Ruiz, professor e presidente da astronomia e astrofísica, basearam sua análise em uma série de simulações de computador de eventos de interrupção de maré. Eles relataram suas descobertas em um artigo publicado em 20 de agosto no Astrophysical Journal.
Quando um buraco negro rasga uma estrela distante, material da estrela está estendida em que é conhecido como uma corrente de maré. Esse fluxo continua em uma trajetória em torno do buraco negro, com aproximadamente metade do material eventualmente cair de volta no buraco negro, girando em torno-lo em uma série de órbitas. Onde essas órbitas se cruzam entre si, o material esmaga juntos e circularizes, formando um disco que, em seguida, accretes para o buraco negro.
Os astrônomos não observam qualquer coisa até depois das correntes de maré colidem e o material começa a agregar para o buraco negro. Nesse ponto, eles observam um pico repentino na luminosidade, que, em seguida, gradualmente diminui à medida que o fim da cauda do que resta da estrela accretes e fonte de alimento do buraco negro eventualmente se esgote.
Então, por que só têm astrônomos vindo a observar cerca de um décimo como muitos eventos de interrupção de maré (TDES) como a teoria prevê que devem ver? Ao estudar a estrutura das correntes de maré em TDES, Guillochon e Ramirez-Ruiz ter encontrado uma razão potencial, eo culpado é a relatividade geral.
"É um efeito de relatividade geral que está a modular o processo de digestão do buraco negro, de modo que a taxa de digestão depende fortemente da massa do buraco negro", disse Ramirez-Ruiz.
Os pesquisadores fizeram uma série de simulações de eventos de interrupção de maré torno de buracos negros de massas variadas e gira para ver o que formam a correntes de maré resultantes tomar ao longo do tempo. Eles descobriram que a precessão do fluxo das marés gravitacionais devido a alterações efeitos do buraco negro como o fluxo interage com si mesmo, e, portanto, que os astrônomos observam. Alguns casos se comportar conforme o esperado para o que é actualmente considerado como um evento "típico", mas alguns não.
Para os casos em que os efeitos relativísticos são pequenos (como os buracos negros com massas menos de alguns milhões de massas solares), a corrente de maré colide com ele mesmo depois de apenas algumas voltas ao redor do buraco negro, formando rapidamente um disco - mas as formas de disco distante do buraco negro, por isso leva um longo tempo para agregar. Como resultado, o flare observado pode levar 100 vezes mais tempo para atingir o pico do que normalmente se espera, portanto, essas fontes não podem ser identificados como eventos de ruptura de maré.
Além disso, nos casos em que o buraco negro é tanto enorme e tem uma rotação maior que um determinado valor (cerca de 20 por cento de sua rotação máxima permitida), a corrente de maré não colide com o próprio imediatamente. Em vez disso, ele pode assumir muitas voltas ao redor do buraco negro antes do primeiro cruzamento. Nestes casos, pode ser potencialmente anos após uma estrela fica rasgado antes de o material accretes e astrônomos são capazes de observar o evento.
O Galaxy diário via UC Santa Cruz
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