Arcminute Microkelvin Imager observations at 15.5 GHz of the tidal disruption event Swift J164449.3+573451 from 2011 Mar to 2014 Mar
Cet article rend compte des observations de l'Arcminute Microkelvin Imager à 15,5 GHz de l'événement de rupture de marée Swift J164449.3+573451 entre mars 2011 et mars 2014, révélant une densité de flux qui est passée d'environ 3 mJy à un pic de près de 30 mJy autour de 140 jours après la détection initiale de rayons gamma avant de décliner régulièrement.
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Au plus profond du cosmos, là où la gravité d'un trou noir est assez forte pour déchirer une étoile de passage, un événement violent et rare peut se produire. Ce phénomène, connu sous le nom d'événement de rupture par effet de marée, survient lorsqu'une étoile s'approche trop près d'un trou noir supermassif au centre d'une galaxie. L'immense attraction gravitationnelle du trou noir étire l'étoile en un long flux de gaz, finissant par l'engloutir dans un éclat spectaculaire d'énergie. Bien que ces événements soient souvent détectés par leur soudaine explosion de lumière de haute énergie, telles que les rayons X ou les rayons gamma, les astronomes cherchent également à observer comment les conséquences se déroulent au fil du temps. En suivant les ondes radio émises par les débris alors qu'ils spiralent vers l'intérieur, les scientifiques peuvent reconstituer l'histoire de la manière dont le trou noir consomme son repas et dont l'environnement environnant réagit à la violence. Comprendre ces changements à long terme aide les chercheurs à affiner leurs modèles du comportement des trous noirs et de la physique de la gravité extrême.
En mars 2011, un événement de rupture par effet de marée spécifique a attiré l'attention des astronomes lorsqu'un satellite a détecté un flash soudain de rayons gamma provenant d'une galaxie lointaine. Cet objet, désigné sous le nom de Swift J164449.3+573451, a été initialement confondu avec un sursaut gamma standard, un type courant d'explosion dans l'univers. Cependant, son comportement a rapidement révélé qu'il s'agissait de quelque chose de différent ; il a continué à scintiller et à s'intensifier d'une manière qui suggérait qu'une étoile était en train d'être dévorée par un trou noir plutôt qu'une explosion unique et instantanée. Pour comprendre le cycle de vie complet de cet événement, un chercheur a porté son attention sur les ondes radio provenant du même point du ciel. En utilisant un réseau de radiotélescopes spécialisé à Cambridge, au Royaume-Uni, il a surveillé l'objet avec des observations débutant quotidiennement, puis espacées de deux jours ou plus, couvrant la période de mars 2011 à mars 2014. Son objectif était de capturer un enregistrement détaillé de la façon dont la luminosité radio changeait jour après jour, comblant les lacunes laissées par des observations antérieures plus courtes.
Le chercheur a utilisé un instrument puissant appelé l'Arcminute Microkelvin Imager, qui se compose de huit grandes antennes radio travaillant ensemble pour créer une image nette du ciel. Ils se sont concentrés sur une gamme spécifique de fréquences radio, prenant des mesures de l'objet cible quotidiennement ou tous les quelques jours. Pour s'assurer de l'exactitude de leurs données, ils ont fréquemment vérifié leurs instruments par rapport à une source de radio connue et stable située à proximité. Au cours de trois années, ils ont réalisé 308 observations distinctes, filtrant soigneusement les données collectées lors de mauvais temps ou de problèmes techniques. Cet ensemble massif de données leur a permis de construire une chronologie précise de l'émission radio de l'événement, montrant exactement comment la lumière de l'étoile mourante a évolué au fil du temps.
Les résultats de cette surveillance à long terme racontent une histoire claire d'ascension et de chute. Peu de temps après la détection initiale du flash de rayons gamma, le signal radio de l'objet était faible, mesurant environ 3 unités de luminosité. Au cours des mois suivants, ce signal s'est renforcé de manière constante. Il a atteint son intensité maximale environ 140 jours après la première détection de rayons gamma, brillant près de dix fois plus fort qu'au début. Après ce pic, la lumière radio a commencé un déclin lent et régulier, s'estompant progressivement au cours des deux années restantes de l'étude. Ce schéma d'une montée brusque suivie d'un déclin long et fluide confirme que le trou noir consommait activement les débris stellaires, les ondes radio servant de balise pour le matériau qui chauffe puis refroidit en étant englouti. L'étude offre un portrait complet de trois ans de cet événement cosmique, offrant un regard rare et détaillé sur les conséquences à long terme d'une étoile déchirée par un trou noir.
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