Il modello simula quello che è noto come un “evento di perturbazione mareale”, in cui una stella che passa troppo vicino a un buco nero supermassiccio viene squarciata dalle intense forze gravitazionali. Questo processo genera un bagliore luminoso che può essere osservato attraverso lo spettro elettromagnetico, ma gli esatti meccanismi dietro l’emissione e l’evoluzione del bagliore sono rimasti poco chiari.
Il nuovo modello, pubblicato sulla rivista “Monthly Notice of the Royal Astronomical Society”, affronta questa incertezza incorporando vari processi fisici che si verificano durante l’evento di perturbazione delle maree:
1. Disturbo stellare e formazione del disco di accrescimento: Il modello inizia con la rimozione degli strati più esterni della stella, formando un flusso di detriti che si muove a spirale verso il buco nero. Questo flusso di materiale si deposita poi in un disco di accrescimento attorno al buco nero.
2. Shock ed emissioni termiche: Mentre il flusso di detriti cade verso il buco nero, incontra forti shock che riscaldano il gas a temperature estremamente elevate. Ciò genera un’intensa emissione termica, che contribuisce in modo significativo alla radiazione ottica e ultravioletta osservata durante l’evento di perturbazione della marea.
3. Formazione di getti ed emissione di raggi gamma: Il disco di accrescimento formato attorno al buco nero è instabile e incline a lanciare potenti getti di materia. Questi getti, guidati da forze magnetiche, producono emissioni di raggi gamma che vengono spesso rilevate in eventi di distruzione delle maree. Il modello include calcoli dettagliati di questi processi di formazione ed emissione di getti.
4. Evoluzione e variabilità del disco: Il modello traccia l'evoluzione temporale del disco di accrescimento mentre subisce cambiamenti significativi durante l'evento di perturbazione mareale. Le proprietà del disco, come densità e temperatura, evolvono, portando a variazioni nell'emissione osservata nel tempo. Ciò spiega le curve di luce osservate e le caratteristiche spettrali degli eventi di perturbazione delle maree.
Il nuovo modello fornisce un quadro completo che spiega molte delle caratteristiche osservate degli eventi di perturbazione delle maree, come i brillamenti luminosi, l’emissione variabile e le osservazioni a più lunghezze d’onda. Offre anche previsioni che possono essere verificate attraverso ulteriori osservazioni e studi teorici:
1. Segnali di emissione termica: Il modello prevede specifiche tracce di emissioni termiche derivanti dal flusso di detriti colpiti, che potrebbero essere rilevate con futuri osservatori spaziali.
2. Proprietà del getto: Il modello fa previsioni sulle proprietà dei getti lanciati durante gli eventi di perturbazione delle maree, compresi i loro angoli di apertura e la loro durata, che possono essere sondati con osservazioni radio e a raggi X.
3. Accrescimento e variabilità del disco: Le previsioni del modello riguardanti l'evoluzione del disco di accrescimento possono essere ulteriormente testate monitorando gli eventi di perturbazione delle maree nel tempo e studiando i loro modelli di variabilità.
Il nuovo modello rappresenta un significativo passo avanti nella nostra comprensione degli eventi di perturbazione delle maree e fornisce strumenti preziosi per interpretare le future osservazioni di questi affascinanti fenomeni astrofisici. Evidenzia l’interazione tra la fisica gravitazionale e l’astrofisica delle alte energie negli ambienti estremi vicino ai buchi neri supermassicci.
