Zespół astronomów odkrył tajemnicze krótkotrwałe zdarzenie astronomiczne, które jest tak jasne jak superjasna supernowa, ale ewoluuje znacznie szybciej, donosi badanie opublikowane 12 lipca w The Astrophysical Journal Letters.
Wszechświat jest pełen energetycznych zjawisk przejściowych, zdarzeń astronomicznych, które występują w krótkim okresie czasu. Na przykład większość masywnych gwiazd kończy swoje życie spektakularną eksplozją, znaną jako supernowa, która jest głównym rodzajem przejściowych. Aby zrozumieć pochodzenie tych przejściowych zjawisk, w ciągu ostatnich kilku dekad przeprowadzono różne badania w dziedzinie czasu. W miarę odkrywania coraz większej liczby transjentów naukowcy zaczęli w ostatnich latach zauważać nowe typy transjentów.
Aby poznać naturę różnych zjawisk przejściowych, międzynarodowy projekt badawczy o nazwie „MUltiband Subaru Survey for Early-phase Supernovae” (MUSSES), kierowany przez Ji-an Jianga, byłego Instytutu Fizyki i Matematyki Wszechświata w Kavli ( Badacz projektu Kavli IPMU (obecnie staż podoktorski w National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ)) próbuje uchwycić różne szybko ewoluujące transjenty w ciągu jednego dnia od ich wystąpienia, korzystając z najpotężniejszego urządzenia badawczego na świecie, Hyper Suprime-Cam (HSC) zamontowany na 8,2-metrowym teleskopie Subaru.
Przeprowadzając kolejne obserwacje Subaru/HSC w grudniu 2020 r., odkryto 20 szybko ewoluujących transjentów, a jeden z nich, MUSSES2020J (AT 2020afay), zwrócił uwagę Jianga.
„MUSSES2020J został odkryty z bardzo niską jasnością 11 grudnia 2020 roku, a jego jasność wykazała znaczne pojaśnienie podczas naszej obserwacji. MUSSES2020J był około 50 razy wyższy, podczas gdy faza wznoszenia była znacznie krótsza niż w przypadku normalnych supernowych, które rzeczywiście wykazują duże podobieństwo do niedawno odkrytego osobliwego stanu przejściowego AT 2018. Sugerujemy nazywanie tych ekstremalnych stanów przejściowych Fast Blue Ultraluminous Transient (FBUT). Do tej pory odkryto tylko kilka z nich, a nigdy nie widzieliśmy żadnego wkrótce po jego pojawieniu się ze względu na ich niezwykle szybką ewolucję.Dzięki trybowi pomiaru wysokiej kadencji i doskonałej wydajności Subaru/HSC byliśmy w stanie doskonale uchwycić to niesamowite zjawisko po raz pierwszy.Wczesne dane wielopasmowej krzywej światła dostarczają unikalnych informacji, aby zrozumieć pochodzenie t te niesamowite transjenty”, powiedział pierwszy autor Jiang.
Dane wywołały intensywną dyskusję na temat pochodzenia MUSSES2020J i kilku innych FBUT, prowadzonych przez różnych badaczy z zespołu, w tym studenta Uniwersytetu Kioto Kohki Uno, profesora nadzwyczajnego Uniwersytetu Kioto Keiichi Maedę, adiunkta NAOJ Takashi Moriya i starszego naukowca Kavli IPMU Ken’ichi Nomoto.
Badania teoretyczne wciąż trwają, ale zespół jak dotąd zawęził możliwości do kilku scenariuszy, z których większość obejmuje aktywny, zwarty obiekt – albo czarną dziurę, albo silnie namagnesowaną gwiazdę neutronową – do zasilania tych niezwykle jasnych obiektów. .
„Prawie nie ma wątpliwości, że w grę wchodzi aktywny zwarty obiekt i jest to główny powód, dla którego te stany nieustalone są tak różne od normalnych supernowych. Pozostałe możliwości to zdarzenie, w którym gwiazda jest pływowo rozerwana przez masywną czarną dziurę kolaps masywnej gwiazdy, który różni się od normalnych supernowych w tym sensie, że prawdopodobnie pozostawił wysoce aktywny, zwarty obiekt, taki jak akreująca czarna dziura.Dane z bardzo wczesnej fazy dostarczone po raz pierwszy dla klasy FBUT wskazują na istnienie sub- relatywistyczny odpływ wyraźnie z większości wolniejszych wyrzutów, a to musi być kluczem do rozwiązania problemu. Obecnie sprawdzamy szczegóły każdego modelu, aby solidnie zidentyfikować pochodzenie MUSSES2020J, z silnym ograniczeniem wynikającym z tej nowej obserwacji.” powiedział Maeda.
„MUSSES2020J pokazuje podobną krzywą blasku krowy AT 2018. Krzywa blasku krowy AT 2018 jest dobrze odtworzona przez model interakcji między materią okołogwiazdową a wyrzutem supernowej o niestabilności par pulsacyjnych (PPISN). bardzo masywna gwiazda, która zapadłaby się, tworząc czarną dziurę i wyrzucając zewnętrzną warstwę w formie podobnej do dżetu. Dlatego możliwe jest, że podobny model PPISN z inną ilością materii okołogwiazdowej może również wyjaśnić krzywą jasności MUSSES2020J.” powiedział Nomoto.
Zespół Jianga będzie nadal szukał odpowiedzi na temat pochodzenia tego nowo potwierdzonego typu transjentów, przeprowadzając przeglądy transjentów za pomocą teleskopów na całym świecie.
„Dzięki ogromnym możliwościom Subaru Hyper Suprime-Cam mogliśmy znaleźć bardzo rzadki tajemniczy stan przejściowy. Ponieważ główny cel naszej obserwacji był inny, nie mogliśmy dobrze przeprowadzić dalszych obserwacji. Może to być nieudana eksplozja zdarzenia gwiazdy lub może być związane z masywną czarną dziurą. Następnym razem, ponieważ wiemy, że możemy znaleźć te zdarzenia, możemy przygotować dalsze obserwacje, aby zrozumieć tego rodzaju tajemnicze zdarzenie “- powiedział Kavli IPMU Visiting Senior Scientist oraz profesor Mamoru Doi z Uniwersytetu Tokijskiego.
Szczegóły tego badania zostały opublikowane w The Astrophysical Journal Letters 12 lipca 2022 roku.