De waarnemingen werpen meer licht op de kenmerken van de dichtstbijzijnde getijdenverstoring

Een internationaal team van astronomen heeft AT 2023clx, het nauwste verwant van een aardse getijdenverstoring (TDE), op meerdere golflengten waargenomen. Resultaten van de monitoringcampagne, gepubliceerd 22 januari op preprint-server arXivwat belangrijke inzichten oplevert in de eigenschappen van TDE.

TDE's zijn astronomische verschijnselen die optreden wanneer een ster dicht genoeg bij een superzwaar zwart gat passeert en uit elkaar wordt getrokken door de getijdenkrachten van het zwarte gat, waardoor een turbulentieproces ontstaat. Dergelijk door de getijden verstoord stellair puin begint op het zwarte gat te regenen, en er komt straling uit het binnenste gebied van het aangroeiende puin, wat wijst op de aanwezigheid van een TDE.

AT 2023clx bevindt zich op ongeveer 155,8 miljoen lichtjaar afstand, in de kern van sterrenstelsel NGC 3799, en is de dichtstbijzijnde bekende optische TDE. Het werd aanvankelijk geïdentificeerd als een voorbijgaande gebeurtenis in 2014 en werd in juli 2023 geclassificeerd als een TDE. Met een maximale helderheid van het zwarte lichaam van slechts 4,56 biljoen erg/s is AT 2023clx een van de zwakste bekende getijdenverstoringen.

Omdat AT 2023clx een recent ontdekte TDE is, is er zeer weinig bekend over de eigenschappen ervan. Om deze reden heeft een groep astronomen, onder leiding van Panos Charalambopoulos van de Universiteit van Turku in Finland, een uitgebreide studie uitgevoerd naar de TDE in de optische, nabij-infrarode en ultraviolette banden. Voor dit doel gebruikten ze verschillende ruimtetelescopen en observatiefaciliteiten op de grond, waaronder NASA's Swift-ruimtevaartuig en de Northern Optical Telescope (NOT).

“In dit artikel presenteren we de vervolg- en uitgebreide fotometrische en spectroscopische analyse van AT 2023clx”, schreven de onderzoekers.

Uit waarnemingen is gebleken dat AT 2023clx een absolute piek heeft van −18,25 mag in de g-band en een maximale bolimetrische helderheid van 32,4 biljoen erg/s. Dit maakt het een middelglanzende TDE. De massa van het superzware zwarte gat wordt geschat op ongeveer een miljoen zonsmassa’s.

Volgens de studie steeg AT 2023clx naar zijn piek in 10,4 dagen, waardoor het de snelst stijgende TDE is die tot nu toe bekend is. Astronomen gaan ervan uit dat een dergelijke snelle opkomst werd veroorzaakt door de verstoring van een ster met een zeer lage massa (minder dan 0,1 zonsmassa) met een forceringsfactor van ongeveer 0,8.

Spectroscopische analyse onthulde een langzaam afkoelend blauw continuüm en brede Balmer- en heliumlijnen, die doorgaans worden waargenomen bij getijdenverstoringen. De lijnen worden in de loop van de tijd langzaam smaller naarmate hun helderheid afneemt, wat ook vaak wordt gezien bij bekende TDE's.

Waarnemingen van AT 2023clx vonden ook een scherpe, smalle emissiepiek bij een rustgolflengte van ongeveer 6353 Å, net boven de blauwe kant van het brede waterstof-alfa-profiel. Dit is de eerste keer dat een dergelijke functie in TDE is gevonden.

Als we de resultaten samenvatten, merken de onderzoekers op dat AT 2023clx het resultaat is van getijdenturbulentie van een kleine ster met een lage massa, met een lage centrale concentratie, die bijna volledige turbulentie heeft, maar onder de kritische waarde. Ze voegen eraan toe dat een dergelijke verstoring een scherpere stijging en een ondiepere daling in de lichtcurven zou moeten vertonen dan andere verstoringen.