潮汐破壊イベント

潮汐破壊現象（TDE）は、恒星が超大質量ブラックホール（SMBH）に非常に接近し、ブラックホールの潮汐力によって引き離されるときに生成される一時的な天文現象です。^{[2] [3]}恒星はスパゲッティ化を起こし、ブラックホールの周りを回る物質の潮汐流を生成します。恒星の物質の一部は軌道に捕らえられ、ブラックホールの周りに降着円盤を形成し、電磁放射を放射します。TDEのごく一部では、相対論的ジェットも生成されます。ディスク内の物質がブラックホールに徐々に消費されるにつれて、TDEは数か月から数年かけて消滅します。

TDE は 1970 年代に予測され、1990 年代に初めて観測されました。それ以来、100 を超える TDE が観測され、可視光、赤外線、電波、X 線波長で検出されています。時には、星が SMBH との遭遇を生き延びて残骸を残すことがあります。このようなイベントは部分 TDE と呼ばれます。^{[4] [5]}

TDEは1975年にジャック・G・ヒルズによって初めて理論化されました。^[6]これは恒星がSMBHに十分近づき、恒星間の潮汐力が恒星の自己重力を克服した結果です。1988年にマーティン・リースは、破壊された恒星物質の約半分が束縛されたままになり、最終的にブラックホールに降着して明るい降着円盤を形成することを説明しました。^[7]

^{初期の[いつ? ]}研究によると、潮汐破壊現象は銀河核に隠れた巨大ブラックホールの活動の必然的な結果である。その後の理論家は、恒星の破片の集積による爆発や放射線のフレアによって、通常の銀河の中心に休眠中のブラックホールが存在することが明らかになる可能性があると結論付けた。^[8]

TDE は 1990 年代初頭に X 線ROSAT全天サーベイによって初めて観測されました。^{[引用が必要]}

2024年5月現在^{[アップデート]}、およそ100個のTDEが知られており^{[9] [10] [11] 、}ツヴィッキートランジェントファシリティ（ZTF）^[11]や全天自動超新星サーベイ（ASAS-SN）^[12]などの光学トランジェントサーベイなど、いくつかの天文学的方法を通じて発見されています。その他のTDEは、 ROSAT、XMM-Newton、eROSITAを 使用してX線で発見されています。^{[13] TDEは}紫外線 でも発見されています。^[14]

TDE の光度曲線は、破壊された恒星物質がブラックホールに向かって落下するにつれて、最初は急激に明るさが上昇し、その後、数か月または数年にわたって緩やかに減少します。減少期には、光度は に比例します。ここで、t は時間です。^[15]ただし、一部の TDE は、典型的な速度から逸脱することが観測されています。^{[16]これらの特性により、TDE は}超新星などの他の一時的な天体源と区別できます。TDE のピーク光度は中心のブラックホールの質量に比例します。これは、ホスト銀河の質量に近づくか上回る可能性があり、宇宙で観測される最も明るい源の 1 つとなっています。^[17]${\displaystyle t^{-5/3}}$${\displaystyle t^{-5/3}}$

TDEには2つの大きなクラスがあります。TDEの大部分は「非相対論的」イベントで構成されており、TDEからの流出はIb型およびIc型超新星で見られるエネルギーに似ています。^[18]

しかし、TDEの約1％は相対論的TDEであり、これは星が破壊された直後にブラックホールから天体ジェットが放出される現象である。このジェットは数年間持続し、その後停止する。 ^[19] 2023年現在、^{[アップデート]}ジェットを伴うTDEは4つしか観測されていない。^[20]

ブラックホールによって及ぼされる潮汐力が星の自己重力を超えると、星は潮汐破壊される。その距離は潮汐半径と呼ばれ、おおよそ次のように与えられる: ^{[21] [22]}${\displaystyle f_{tidal}\approx {\frac {GM_{BH}R^{*}}{R^{3}}}}$${\displaystyle f_{sg}\approx {\frac {GM^{*}}{R^{*2}}}}$${\displaystyle f_{潮汐}>f_{sg}}$

${\displaystyle R_{T}\approx R^{*}\left({\frac {M_{BH}}{M^{*}}}\right)^{\frac {1}{3}}}$

これは惑星の破壊に関する ロッシュ限界と同一です。

通常、ブラックホールの潮汐破壊半径はシュワルツシルト半径よりも大きいが、恒星の半径と質量が固定されていることを考慮すると、ブラックホールの質量があり、両方の半径が等しくなるため、この時点で恒星は引き裂かれる前に消えてしまう。^{[23] [7]}${\displaystyle R_{S}={\frac {2GM}{c^{2}}}}$

• スイフトJ1644+57 ^[24] 38億光年離れた恒星の破壊時に放出された相対論的ジェット。ジェットは1年半続いた後、停止した。^[25]
• ASASSN-14li ^{[26] [27]} 2014年にTDEからの非相対論的流出が初めて電波で検出された。
• AT2018hyz ^[28]最初のTDEイベントから約750日後まで電波が静かであったが、それ以降は電波周波数が急速に上昇しているTDE。これは遅延した電波流出、または軸外ジェットとして解釈されている。^[29]
• ASASSN-19btは、全天自動超新星探査（ASAS-SN）プロジェクトによって発見され、 TESS衛星による初期の詳細な観測が行われた。^{[12] [30]}
• AT2019qiz ^[31]
• AT2022cmc ^[32]は、2022年にZTFによって発見されたジェット式TDEである。
• 銀河NGC 6297の核付近に位置するASASSN-20hxは、2020年7月に発見され、その観測結果は「ハード・パワーローX線スペクトルを持つ非常に数少ない潮汐破壊イベント」の1つを表していると指摘された。^{[33] [34]}

• ガンマ線バースト#潮汐破壊イベント
• 超軟X線源#大振幅アウトバースト
• RXJ1242-11

• Open TDE カタログ。これは、主張されている潮汐破壊イベントのカタログです。