超大質量ブラックホールが星を引き裂いた後のレンズ-サーリング歳差運動

Основні поняття

超大質量ブラックホールが星を引き裂いた後、形成された降着円盤がブラックホールの赤道面に対して初期的に傾斜しており、これによって引き起こされるレンズ-サーリング効果により、円盤が数十日の周期で歳差運動を行うことが X 線観測から明らかになった。

Анотація

本研究では、超大質量ブラックホールが星を引き裂いた際に形成された降着円盤の初期の振る舞いについて、高時間分解能の X 線観測データを用いて調べている。

観測の結果、TDE 発生後約 130 日間にわたり、X 線フラックスと温度が約 15 日の周期で変動していることが明らかになった。この変動はブラックホールの赤道面に対して傾斜した降着円盤がレンズ-サーリング効果によって歳差運動を行うことで説明できる。

具体的には、典型的な TDE のパラメータを仮定し、円盤が剛体として歳差運動すると仮定すると、ブラックホールのスピンパラメータは 0.05 ≲ |a| ≲ 0.5 の範囲にあると制限できる。

一方で、放射圧不安定性などの他の物理機構も X 線変動の原因となる可能性は否定できない。今後の詳細な観測と理論的な検討が必要とされる。

Статистика

ブラックホールのスピンパラメータは 0.05 ≲ |a| ≲ 0.5 の範囲にある。
X 線フラックスと温度の変動周期は約 15 日である。
X 線変動は TDE 発生後約 130 日間続いた。

Цитати

"An accretion disk formed around a supermassive black hole after it disrupts a star is expected to be initially misaligned with respect to the equatorial plane of the black hole."
"Lense–Thirring precession of the accretion flow can produce this X-ray variability, but other physical mechanisms, such as the radiation-pressure instability, cannot be ruled out."

Ключові висновки, отримані з

Lense–Thirring precession after a supermassive black hole disrupts a star - Nature

by Dhee... о www.nature.com 05-22-2024

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07433-w

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TDE 発生後の長期的な X 線変動の振る舞いはどのように変化するか?

TDE発生後のX線変動は、初期段階では強い周期的な変動が観測されます。これらのX線の変動は約15日ごとに現れ、TDEの初期段階で約130日間続きます。これらのX線の変動は、Lense–Thirring効果によるアキレーションフローのプリセッションによって引き起こされる可能性があります。ただし、放射圧不安定性などの他の物理機構もX線の変動に影響を与える可能性があります。

放射圧不安定性などの他の物理機構が X 線変動に与える影響はどの程度か?

X線の変動に影響を与える他の物理機構としては、放射圧不安定性が挙げられます。放射圧不安定性は、アキレーションディスク内の放射圧が重力に対して不安定になる現象です。この不安定性がX線の変動に寄与する可能性がありますが、今回の観測結果からはLense–Thirring効果によるプリセッションが主要な要因であると考えられます。放射圧不安定性などの他の物理機構がX線の変動に与える影響は、さらなる研究が必要です。

ブラックホールのスピンパラメータと TDE の物理過程の関係はどのように理解できるか?

ブラックホールのスピンパラメータは、TDEの物理過程に重要な影響を与えます。今回の研究では、TDEのパラメータを仮定することで、ブラックホールのスピンパラメータを0.05 ≲ ∣a∣ ≲ 0.5と制約することができました。ブラックホールのスピンパラメータが大きいほど、アキレーションディスクの挙動やX線の変動に与える影響が大きくなる可能性があります。したがって、ブラックホールのスピンパラメータとTDEの物理過程の関係は、ブラックホールの進化や周囲の物質との相互作用を理解する上で重要な要素となります。