Tidal Disruption Event

Ein Tidal Disruption Event (TDE, englisch für Gezeiten-Sternzerrissereignis[1]) beschreibt in der Astronomie die nahe Begegnung eines Sterns mit einem supermassereichen Schwarzen Loch im Kern einer Galaxie, wodurch ein Teil der Materie des Sterns sein Gravitationsfeld verlässt und eine Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch bildet. Dieser Vorgang soll ruhige galaktische Kerne wieder in aktive galaktische Kerne umwandeln und mit einer Rate von 0,01 % pro Galaxie und Jahr ein vergleichsweise häufiges Ereignis sein.[2]

Um das Zentrum der Milchstraße Sagittarius A* wurden sogenannte S-Sterne gefunden. S-Sterne sind frühe massereiche Blaue Riesen mit einer Umlaufdauer von wenigen Jahren. Durch Streuung aufgrund naher Begegnungen wird alle 100 bis 10.000 Jahre ein Stern dem supermassiven Schwarzen Loch so nahekommen, dass sich Teile des Sterns innerhalb der Roche-Grenze des Schwarzen Lochs befinden. Diese Materie verlässt den gravitativen Einfluss des Sterns und bildet eine Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch. Neben dem Einfangen von Gaswolken ist dies eine zweite Möglichkeit, dass Materie in ein Schwarzes Loch im Zentrum einer Galaxie befördert wird und dieses damit in einen aktiven galaktischen Kern umwandelt. Ein Tidal Disruption Event führt aufgrund der Viskosität der Materie in der Akkretionsscheibe zu einem Ausbruch im Ultravioletten und im Röntgenbereich, der als Tidal Flare bezeichnet wird.[3]

Ein Tidal Flare sollte Schwarzkörpertemperaturen zwischen 0,04 und 0,12 keV haben, der in der Größenordnung von Monaten bis Jahren dauert. Die Leuchtkraft kann bis zu 1047 erg/s erreichen. Der Anstieg der Leuchtkraft liegt in der Größenordnung von Tagen bis Wochen in Abhängigkeit von der Masse des Schwarzen Lochs, wobei geringere Massen zu einem steileren Anstieg in der Lichtkurve führen. Neben der Masse kann mit Hilfe der Tidal Flares auch die Rotationsperiode der Schwarzen Löcher untersucht werden.[4] Der Helligkeitsabfall sollte exponentiell (Power law) mit einer Potenz von −5/3 abnehmen, was zur Identifizierung von Tidal Disruption Event genutzt werden könnte, da kein anderes bekanntes Ereignis zu einem derartigen Rückgang der Leuchtkraft führt.[5]

Kandidaten für Tidal Disruption Events bzw. Tidal Flares sind:

  • WINGS J1348 in Abell 1795[6]
  • PS1-10jh[7]
  • Swift J1644+57[8]
  • ASASSN-15lh,[9][10] entdeckt im Jahr 2015 während des Beobachtungsprogramms All-Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN)

Einzelnachweise
  1. Susana Frech, Stefan Frech: Fachwörterbuch Astronomie. BoD – Books on Demand, Norderstedt 2011, ISBN 978-3-8423-1963-9, S. 8 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  2. Chenwei Yang, Tinggui Wang, Gary Ferland, Weimin Yuan, Hongyan Zhou, Peng Jiang: Long Term Spectral Evolution of Tidal Disruption Candidates Selected by Strong Coronal Lines. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2013, arxiv:1307.3313v1.
  3. Peter Jonker u. a.: The Hot and Energetic Universe: Luminous extragalactic transients. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2013, arxiv:1306.2336v1.
  4. Jonah Kanner u. a.: X-ray Transients in the Advanced LIGO/Virgo Horizon. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2013, arxiv:1305.5874v1.
  5. Ildar Khabibullin, Sergey Sazonov, Rashid Sunyaev: SRG/eROSITA prospects for the detection of stellar tidal disruption flares. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2013, arxiv:1304.3376v1.
  6. W. P. Maksym, M. P. Ulmer, M. C. Eracleous, L. Guennou, L. C. Ho: A Tidal Flare Candidate in Abell 1795. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2013, arxiv:1307.6556v1.
  7. Tamara Bogdanovic u. a.: Disruption of a Red Giant Star by a Supermassive Black Hole and the Case of PS1-10jh. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2013, arxiv:1307.6176v1.
  8. Morgan MacLeod, Enrico Ramirez-Ruiz, Sean Grady, James Guillochon: Spoon-Feeding Giant Stars to Supermassive Black Holes: Episodic Roche Lobe Overflow from Evolving Stars and Their Contribution to the Quiescent Activity of Galactic Nuclei. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2013, arxiv:1307.2900v1.
  9. G. Leloudas, M. Fraser u. a.: The superluminous transient ASASSN-15lh as a tidal disruption event from a Kerr black hole. In: Nature Astronomy. 1, Artikel 2 (2016), doi:10.1038/s41550-016-0002.
  10. Heller als 500 Milliarden Sonnen: Lichtblitz war wohl doch keine Supernova. In: heise online. Abgerufen am 14. Dezember 2016.
  11. R. Stein, S.v. Velzen, M. Kowalski u. a.: A tidal disruption event coincident with a high-energy neutrino. In: Nature Astronomy. 22. Februar 2021, doi:10.1038/s41550-020-01295-8.
  12. Welt der Physik: Schwarzes Loch zerreißt Stern. Abgerufen am 1. Dezember 2022.
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