Le modèle simule ce que l'on appelle un « événement de perturbation de marée », au cours duquel une étoile passant trop près d'un trou noir supermassif est déchirée par les forces gravitationnelles intenses. Ce processus génère une éruption lumineuse qui peut être observée sur tout le spectre électromagnétique, mais les mécanismes exacts derrière l'émission et l'évolution de l'éruption restent flous.
Le nouveau modèle, publié dans la revue « Monthly Notices of the Royal Astronomical Society », répond à cette incertitude en intégrant divers processus physiques qui se produisent lors de l'événement de perturbation des marées :
1. Perturbation stellaire et formation de disques d'accrétion : Le modèle commence par le retrait des couches les plus externes de l'étoile, formant un flux de débris qui spirale vers l'intérieur vers le trou noir. Ce flux de matière se dépose ensuite dans un disque d'accrétion autour du trou noir.
2. Chocs et émissions thermiques : Lorsque le flux de débris tombe vers le trou noir, il subit de forts chocs qui chauffent le gaz à des températures extrêmement élevées. Cela génère une émission thermique intense, qui contribue de manière significative au rayonnement optique et ultraviolet observé lors de l'événement de perturbation des marées.
3. Formation de jet et émission de rayons gamma : Le disque d’accrétion formé autour du trou noir est instable et a tendance à lancer de puissants jets de matière. Ces jets, entraînés par des forces magnétiques, produisent des émissions de rayons gamma souvent détectées lors d’événements de perturbation des marées. Le modèle comprend des calculs détaillés de ces processus de formation et d’émission de jets.
4. Évolution et variabilité du disque : Le modèle suit l'évolution temporelle du disque d'accrétion à mesure qu'il subit des changements significatifs lors de l'événement de perturbation des marées. Les propriétés du disque, telles que la densité et la température, évoluent, entraînant des variations de l'émission observée au fil du temps. Ceci explique les courbes de lumière observées et les caractéristiques spectrales des événements de perturbation des marées.
Le nouveau modèle fournit un cadre complet qui explique de nombreuses caractéristiques observées lors des événements de perturbation des marées, telles que les éruptions lumineuses, les émissions variables et les observations sur plusieurs longueurs d'onde. Il propose également des prédictions qui peuvent être testées par d’autres observations et études théoriques :
1. Signatures d'émission thermique : Le modèle prédit des signatures d'émission thermique spécifiques résultant du flux de débris choqués, qui pourraient être détectées par les futurs observatoires spatiaux.
2. Propriétés du jet : Le modèle fait des prédictions sur les propriétés des jets lancés lors d’événements de perturbation des marées, y compris leurs angles d’ouverture et leur durée de vie, qui peuvent être sondées par radio et rayons X.
3. Accrétion et variabilité du disque : Les prédictions du modèle concernant l'évolution du disque d'accrétion peuvent être testées davantage en surveillant les événements de perturbation des marées au fil du temps et en étudiant leurs modèles de variabilité.
Le nouveau modèle représente une avancée significative dans notre compréhension des événements de perturbation des marées et fournit des outils précieux pour interpréter les futures observations de ces phénomènes astrophysiques fascinants. Il met en évidence l’interaction entre la physique gravitationnelle et l’astrophysique des hautes énergies dans les environnements extrêmes proches des trous noirs supermassifs.
