Beobachtungen geben Aufschluss über die Eigenschaften des nächsten Gezeitenereignisses

Ein internationales Team von Astronomen hat Multiwellenlängenbeobachtungen von AT 2023clx durchgeführt – dem erdnächsten Gezeitenstörungsereignis (TDE). Ergebnisse der Beobachtungskampagne, veröffentlicht am 22. Januar auf dem Preprint-Server arXivliefern wichtige Einblicke in die Eigenschaften dieser TDE.

TDEs sind astronomische Phänomene, die auftreten, wenn ein Stern nahe genug an einem supermassiven Schwarzen Loch vorbeikommt und durch die Gezeitenkräfte des Schwarzen Lochs auseinandergezogen wird, was den Prozess der Zerstörung auslöst. Solche durch die Gezeiten zerrissenen Sterntrümmer beginnen auf das Schwarze Loch herabzuregnen, und aus dem innersten Bereich der sich ansammelnden Trümmer tritt Strahlung aus, was ein Indikator für das Vorhandensein eines TDE ist.

AT 2023clx liegt etwa 155,8 Millionen Lichtjahre entfernt im Kern der Galaxie NGC 3799 und ist der nächstgelegene bekannte optische TDE. Es wurde erstmals im Jahr 2014 als transient identifiziert und im Juli 2023 als TDE klassifiziert. Mit einer maximalen Leuchtkraft eines schwarzen Körpers von nur 4,56 Billionen Erg/s ist AT 2023clx eines der schwächsten bekannten Gezeitenstörungsereignisse.

Da es sich bei AT 2023clx um ein kürzlich entdecktes TDE handelt, ist über seine Eigenschaften nur sehr wenig bekannt. Aus diesem Grund hat eine Gruppe von Astronomen unter der Leitung von Panos Charalampopoulos von der Universität Turku in Finnland eine umfassende Studie zu TDE im optischen, nahen Infrarot- und Ultraviolettbereich durchgeführt. Zu diesem Zweck nutzten sie verschiedene Weltraumteleskope und bodengestützte Beobachtungseinrichtungen, darunter die NASA-Raumsonde Swift und das Nordic Optical Telescope (NOT).

„In diesem Artikel präsentieren wir die Nachverfolgung und gründliche photometrische und spektroskopische Analyse von AT 2023clx“, schreiben die Forscher.

Die Beobachtungen ergaben, dass AT 2023clx eine absolute Spitzenhelligkeit von −18,25 mag im G-Band und eine maximale bolometrische Leuchtkraft bei einem Niveau von 32,4 Billionen Erg/s hatte. Dies macht es zu einem TDE mit mittlerer Leuchtkraft. Die Masse des supermassiven Schwarzen Lochs wurde auf etwa 1 Million Sonnenmassen geschätzt.

Der Studie zufolge erreichte AT 2023clx innerhalb von 10,4 Tagen seinen Höhepunkt und ist damit der bisher am schnellsten steigende TDE. Die Astronomen gehen davon aus, dass ein so schneller Anstieg durch die Zerstörung eines sehr massearmen Sterns (unter 0,1 Sonnenmassen) mit einem Einschlagparameter von etwa 0,8 verursacht wurde.

Die Spektroskopie ergab ein blaues Kontinuum, das sich langsam abkühlt, sowie breite Balmer- und Heliumlinien, die typischerweise bei Gezeitenstörungsereignissen beobachtet werden. Die Linien werden mit der Zeit langsam schmaler, da ihre Leuchtkraft abnimmt, was typischerweise auch bei bekannten TDEs zu beobachten ist.

Beobachtungen von AT 2023clx haben außerdem einen scharfen, schmalen Emissionspeak bei einer Ruhewellenlänge von etwa 6353 Å über der blauen Seite des breiten Wasserstoff-Alpha-Profils gefunden. Dies ist das erste Mal, dass eine solche Funktion in einem TDE gefunden wurde.

Zusammenfassend stellen die Forscher fest, dass AT 2023clx das Ergebnis der Gezeitenstörung eines Sterns mit geringer Masse und kleinem Radius ist, mit geringer zentraler Konzentration, nahe der vollständigen Zerstörung, aber dennoch unter dem kritischen Wert. Sie fügen hinzu, dass eine solche Störung einen stärkeren Anstieg und einen flacheren Rückgang der Lichtkurven aufweisen sollte als andere Störungen.