研究发现,潮汐破坏事件 J150052 是由快速旋转的中等质量黑洞引起的

从 2008 年开始的 J150052 的长期光变曲线。图片来源:Cao 等人,2022 年

使用 NASA 的 Chandra 和 ESA 的 XMM-Newton 太空望远镜,来自荷兰 Radboud 大学和其他地方的天文学家对指定为 3XMM J150052.0+015452 或简称 J150052 的潮汐瓦解事件进行了 X 射线观测。 结果表明,J150052 是由一个快速旋转的中等质量黑洞触发的。 11 月 30 日在 arXiv.org 上发表的一篇论文详细介绍了这一发现。

潮汐破坏事件 (TDE) 是恒星经过时发生的天文现象 close 足以形成一个超大质量黑洞,并被黑洞的潮汐力拉开,导致过程中断。 这种被潮汐破坏的恒星碎片开始像雨点一样落在黑洞上,辐射从吸积碎片的最内部区域出现,这是 TDE 存在的一个指标。

对于天文学家和天体物理学家来说,TDEs 是强引力和吸积物理学的潜在重要探测器,可以提供有关超大质量黑洞形成和演化的答案。

J150052 于 2005 年作为 X 射线源首次被发现,当时 XMM-Newton 和 Chandra 对红移为 0.0064 的前景星系群 NGC 5813 进行了观测。 它的位置与星系 SDSS J150052.07+015453.8 的中心重合,红移为 0.145。

对这个源头的后续观察发现,它是一个缓慢衰减的TDE,经历了长达十年的衰减。 一些研究表明,造成 J150052 的黑洞质量约为 100,000 个太阳质量,这使其成为中等质量黑洞 (IMBH)。

现在,由 Radboud 的 Zheng Cao 领导的一组天文学家展示了他们证实 IMBH 假说的研究结果。

“在这篇论文中,我们展示并分析了自 2008 年以来潮汐中断事件 J150052 的所有公开可用的 XMMNewton 和 Chandra 数据,这些数据是在其长达十年的衰减过程中获得的。我们将 X 射线光谱与薄盘模型相匹配(Wen 等人. 2020, 2021),从而将黑洞质量和自旋限制在比以前更高的精度,”研究人员写道。

J150052 的黑洞质量经测量约为 200,000 个太阳质量。 经计算,黑洞的无量纲自旋参数至少为 0.97。 因此,研究人员得出结论,J150052 是一种快速旋转且可能接近极值的 IMBH。

质量和自旋测量表明 J150052 并未在其当前质量附近形成。 因此,该论文的作者假设黑洞必须在自旋和吸积物质的角动量矢量对齐的情况下吸积到其当前质量。

此外,J150052 的光谱分析表明,它在衰变过程中经历了一个转变,在质量吸积率从超爱丁顿水平下降到爱丁顿水平的同时熄灭了日冕。 该研究还发现,J150052 的日冕光学上厚且温暖。

总结结果,研究人员指出,他们的发现证明了使用 TDE 的 X 射线光谱寻找 IMBH 并测量它们的质量和自旋的潜力。