Arcminute Microkelvin Imager observations at 15.5 GHz of the tidal disruption event Swift J164449.3+573451 from 2011 Mar to 2014 Mar
Questo articolo riporta le osservazioni dell'Arcminute Microkelvin Imager a 15,5 GHz dell'evento di distruzione mareale Swift J164449.3+573451 tra marzo 2011 e marzo 2014, rivelando una densità di flusso che è cresciuta da circa 3 mJy a un picco di quasi 30 mJy intorno a 140 giorni dopo il rilevamento iniziale dei raggi gamma prima di declinare costantemente.
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Nel profondo del cosmo, dove la gravità di un buco nero è abbastanza forte da fare a pezzi una stella di passaggio, può consumarsi un evento violento e raro. Questo fenomeno, noto come evento di distruzione mareale, si verifica quando una stella vaga troppo vicino a un buco nero supermassiccio al centro di una galassia. L'immensa attrazione gravitazionale del buco nero allunga la stella in un lungo flusso di gas, finendo per inghiottirla in un lampo spettacolare di energia. Sebbene questi eventi siano spesso rilevati dai loro improvvisi scoppi di luce ad alta energia, come raggi X o raggi gamma, gli astronomi sono anche desiderosi di osservare come si sviluppa il post-evento nel tempo. Monitorando le onde radio emesse dai detriti mentre spiralano verso l'interno, gli scienziati possono ricostruire la storia di come il buco nero consuma il suo pasto e di come l'ambiente circostante reagisce alla violenza. Comprendere questi cambiamenti a lungo termine aiuta i ricercatori a perfezionare i loro modelli sul comportamento dei buchi neri e sulla fisica della gravità estrema.
Nel marzo 2011, un evento di distruzione mareale specifico catturò l'attenzione degli astronomi quando un satellite rilevò un improvviso lampo di raggi gamma da una galassia lontana. Questo oggetto, designato come Swift J164449.3+573451, fu inizialmente scambiato per un comune burst di raggi gamma, un tipo di esplosione frequente nell'universo. Tuttavia, il suo comportamento rivelò rapidamente di essere qualcosa di diverso; continuava a sfarfallare e ad aumentare di intensità in modi che suggerivano che una stella stesse venendo divorata da un buco nero piuttosto che un'esplosione singola e istantanea. Per comprendere l'intero ciclo di vita di questo evento, un ricercatore rivolse la propria attenzione alle onde radio provenienti dallo stesso punto nel cielo. Utilizzando un array di radiotelescopi specializzato a Cambridge, nel Regno Unito, ha monitorato l'oggetto con osservazioni iniziate giornalmente e successivamente distanziate di due o più giorni, coprendo il periodo dal marzo 2011 al marzo 2014. Il loro obiettivo era catturare un registro dettagliato di come la luminosità radio cambiasse giorno per giorno, colmando le lacune lasciate dalle precedenti osservazioni più brevi.
Il ricercatore ha utilizzato uno strumento potente chiamato Arcminute Microkelvin Imager, che consiste in otto grandi antenne radio che lavorano insieme per creare un'immagine nitida del cielo. Si sono concentrati le loro osservazioni su un intervallo specifico di frequenze radio, effettuando misurazioni dell'oggetto bersaglio giornalmente o ogni pochi giorni. Per garantire l'accuratezza dei dati, hanno controllato frequentemente i loro strumenti rispetto a una sorgente di onde radio nota e costante nelle vicinanze. Nel corso di tre anni, hanno completato 308 osservazioni separate, filtrando attentamente i dati raccolti durante il maltempo o a causa di problemi tecnici. Questo enorme set di dati ha permesso loro di costruire una cronologia precisa dell'emissione radio dell'evento, mostrando esattamente come la luce della stella morente si sia evoluta nel tempo.
I risultati di questo monitoraggio a lungo termine raccontano una chiara storia di ascesa e caduta. Poco dopo il rilevamento iniziale del lampo di raggi gamma, il segnale radio dell'oggetto era debole, misurando circa 3 unità di luminosità. Nei mesi successivi, questo segnale è cresciuto costantemente. Ha raggiunto la sua intensità massima circa 140 giorni dopo il primo rilevamento dei raggi gamma, brillando quasi dieci volte più intensamente rispetto all'inizio. Dopo questo picco, la luce radio ha iniziato un declino lento e costante, svanendo gradualmente durante i due anni rimanenti dello studio. Questo schema di una rapida ascesa seguita da un lungo e fluido declino conferma che il buco nero stava attivamente consumando i detriti stellari, con le onde radio che fungevano da faro del materiale che si riscaldava e poi si raffreddava mentre veniva inghiottito. Lo studio fornisce un ritratto completo, di tre anni, di questo evento cosmico, offrendo uno sguardo raro e dettagliato sulle lunghe conseguenze di una stella strappata via da un buco nero.
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