Possibilidade de observações multimensageiras de erupções quase-periódicas com raios X e ondas gravitacionais

Resumo Observações recentes de raios X descobriram uma classe de flares periódicos de raios X em núcleos galácticos conhecidos como erupções quase-periódicas (QPEs) cujo tempo de recorrência varia de horas a dias. Uma explicação promissora para as QPEs é uma emissão produzida quando um objeto de massa estelar orbitando um buraco negro supermassivo central atravessa um disco de acreção formado por um evento de disrupção de maré (TDE). Se o companheiro é um objeto compacto e o tempo de recorrência é menor que 10 min, tais sistemas seriam alvos multimensageiros promissores para o observatório espacial LISA e seus sucessores. Aqui, quantificamos as perspectivas para a detecção conjunta de raios X e ondas gravitacionais (GW) de QPEs com tempos de recorrência de cerca de 10 min, correspondendo a frequências orbitais na faixa de mHz, usando um modelo mínimo de emissão de flare no qual um buraco negro de massa estelar colide com um disco de acreção formado por TDE. Nossa análise mostra que as observações de raios X são mais eficazes em frequências orbitais de até aproximadamente 1 mHz, enquanto o LISA é sensível principalmente acima de cerca de 1 mHz. Como as janelas de sensibilidade ótimas se sobrepõem apenas marginalmente, prevemos no máximo uma detecção conjunta durante a vida útil nominal da missão do LISA. Extender a sensibilidade de GW para o regime sub-milihertz (0,1 mHz) aumentaria a possibilidade de detecção conjunta em uma ordem de magnitude, permitindo que as QPEs sejam alvos multimensageiros interessantes.