Itin ryškios šviesos sprogimų tarp galaktikų aptikimas

Giedri, žvaigždėta naktis yra apgaulingai tyli kiemo dangaus stebėtojams. Tiesą sakant, dangus liepsnoja daiktais, kurie sprogsta naktį, pavyzdžiui, fotografų fotoaparatai. Dauguma šių blyksnių yra žvaigždžių sprogimai arba susidūrimai. Jie tokie silpni, kad juos gali užfiksuoti tik nesibaigiančios teleskopų akys, nuolat stebinčios naktinį dangų, ar nėra tokių praeinančių įvykių.

Tarp rečiausių šių atsitiktinių kosminių įvykių yra maža klasė, vadinama švytinčiais greitais mėlynais optiniais pereinamaisiais elementais (LFBOT). Jos intensyviai šviečia mėlynoje šviesoje ir greitai vystosi, pasiekdamos didžiausią ryškumą ir vėl išblunka per kelias dienas, kitaip nei supernovos, kurioms priblėsti prireikia savaičių ar mėnesių.

Pirmieji LFBOT buvo rasti 2018 m. Šiuo metu jie fiksuojami kartą per metus, todėl žinomi tik keli. Galingų sprogimų priežastys yra kelios teorijos. Tačiau Hablas atėjo ir padarė šį reiškinį dar paslaptingesnį.

Vienas LFBOT pasirodė 2023 metais vietoje, kurios niekas nesitikėjo, toli tarp dviejų galaktikų. Tik Hablas gali tiksliai nustatyti savo nuostabią vietą. Jei labai stiprus supernovos skonis sukelia LFBOT, jie turėtų sprogti spiralinėse galaktikų rankose, kuriose vyksta žvaigždės gimimas. Didžiulės naujagimių žvaigždės negyvena už supernovų pakankamai ilgai, kad galėtų klajoti už savo lizdų galaktikoje.

Astronomai sutinka, kad reikia atrasti daugiau LFBOT, kad teoretikai galėtų geriau apibūdinti šių sunkiai suvokiamų trumpalaikių įvykių grupes.

Hablo kosminio teleskopo vaizdas, kuriame užfiksuotas greitai šviečiantis mėlynas optinis pereinamasis elementas (LFBOT), identifikuotas kaip AT2023fhn, pažymėtas indikatoriais. Jis intensyviai šviečia mėlynoje šviesoje ir sparčiai vystosi, pasiekdamas didžiausią ryškumą ir vėl išnyksta per kelias dienas, skirtingai nei supernovos, kurioms pritemdyti prireikia savaičių ar mėnesių. Nuo 2018 m. buvo aptikti tik keli ankstesni LFBOT. Stebina tai, kad šis naujausias tranzitas, matytas 2023 m., yra gerokai nutolęs nuo skersinės spiralinės galaktikos dešinėje ir nykštukinės galaktikos viršutiniame kairiajame kampe. Tik Hablas gali nustatyti jo vietą. Rezultatai astronomus dar labiau glumina, nes visi ankstesni LFBOT buvo rasti žvaigždžių formavimosi regionuose galaktikų spiralinėse rankose. Neaišku, koks astronominis įvykis gali sukelti tokį ekstragalaktinį sprogimą. Vaizdo kreditas: NASA, ESA, STScI, Ashley Chrimes (ESA-ESTEC / Radboud universitetas)

NASA Hablo kosminis teleskopas netikėtoje vietoje aptinka keistą sprogimą

Labai retas ir keistas neįprastai ryškios šviesos pliūpsnis visatoje tapo dar keistesnis – dėka Erelio akies NASA‘s Hablo kosminis teleskopas.

Reiškinys, vadinamas šviesiu greitu mėlynu optiniu pereinamuoju signalu (LFBOT), pasirodė toli nuo bet kurios priimančiosios galaktikos, ten, kur jo nesitikėta rasti. Tik Hablas gali nustatyti jo vietą. Rezultatai astronomus dar labiau glumina. Visų pirma, jie nežino, kas yra LFBOT. Hablo rezultatai rodo, kad jie žino mažiau, atmetę kai kurias galimas teorijas.

LFBOT yra vienas ryškiausių žinomų matomos šviesos įvykių visatoje, sprogsta taip pat netikėtai kaip fotoaparato šviesos. Rasta tik keletas Nuo pirmojo atradimo 2018 m – Įvykis, esantis maždaug už 200 milijonų šviesmečių, pravarde „Karvė“. Šiuo metu LFBOT pristatomi kartą per metus.

Naujausi rezultatai ir pastebėjimai

Po pirminio atradimo naujausias LFBOT buvo stebimas keliais teleskopais visame elektromagnetiniame spektre – nuo ​​rentgeno spindulių iki radijo bangų. Laikinasis renginys, pavadintas AT2023fhn ir pravarde „The Finch“, parodė visus LFBOT bruožus. Ji intensyviai švietė mėlyna šviesa ir sparčiai vystėsi, pasiekdama didžiausią ryškumą ir vėl išbluko per kelias dienas, kitaip nei supernovos, kurioms priblėsti prireikia savaičių ar mėnesių.

Tačiau skirtingai nei bet kuris kitas anksčiau matytas LFBOT, Hablas nustatė, kad Finčas yra tarp dviejų gretimų galaktikų – maždaug 50 000 šviesmečių atstumu nuo netoliese esančios spiralinės galaktikos ir apie 15 000 šviesmečių nuo mažesnės galaktikos.

Nuotraukoje pavadinimu „AT2023fhn HST WFC3/UVIS“ su spalvų klavišu, mastelio juosta ir kompaso rodyklėmis pavaizduotos trys galaktikos aksominio juodo erdvės fone. Didžiausia yra mėlynai balta spiralinė galaktika vaizdo centre. Dvi mažos galaktikos yra baltos dėmės kairėje. Netoli vaizdo viršaus yra keista balta dėmė su raudonais indikatoriais, kuri yra ryškus nežinomo objekto, kuris sprogo, švytėjimas, bet nesusijęs su jokiomis galaktikomis. Vaizdo kreditas: NASA, ESA, STScI, Ashley Chrimes (ESA-ESTEC / Radboud universitetas)

„Hablo stebėjimai buvo tikrai esminis dalykas. Jie privertė mus suprasti, kad tai neįprasta, palyginti su kitais panašiais dalykais, nes be Hablo duomenų nebūtume žinoję”, – sakė Ashley Krems, pagrindinė Hablo straipsnio autorė, paskelbusi atradimas būsimame žurnalo „Hubble“ numeryje. Karališkosios astronomijos draugijos (MNRAS) mėnesiniai pranešimai. Jis taip pat yra a Europos kosmoso agentūra Mokslo bendradarbis, buvęs Radboudo universitete, Neimegene, Nyderlanduose.

Nors manoma, kad šie didžiuliai sprogimai yra retas supernovos tipas, vadinamas supernovos žlugimu, milžiniškos žvaigždės, kurios virsta supernova, pagal žvaigždžių standartus yra trumpalaikės. Todėl didžiulės pirmtakės neturi pakankamai laiko nukeliauti toli nuo savo gimtinės – naujagimių žvaigždžių grupės – prieš sprogdamos. Visi ankstesni LFBOT buvo rasti galaktikų, kuriose gimsta žvaigždės, spiralinėse rankose, tačiau Fincho nėra jokioje galaktikoje.

„Kuo daugiau sužinome apie LFBOT, tuo labiau jie mus stebina“, – sako Kremsas. „Dabar parodėme, kad LFBOT gali atsirasti dideliu atstumu nuo artimiausios galaktikos centro, o Fincho vieta nėra tokia, kokios tikėtume bet kokio tipo supernovos atveju.

Pradiniai įspėjimai ir papildomi patvirtinimai

„Zwicky Transient Facility“ – antžeminė itin plataus kampo kamera, kuri kas dvi dienas nuskaito visą šiaurinį dangų – pirmą kartą astronomus įspėjo apie Finčą 2023 m. balandžio 10 d. Jį pastebėję mokslininkai pradėjo iš anksto suplanuotą Finčo programą. . Užrašai buvo ant pirštų galų, pasiruošę greitai nukreipti dėmesį į bet kokius galimus LFBOT kandidatus.

Spektroskopiniai matavimai, atlikti su Gemini South teleskopu Čilėje, nustatė, kad auksakalnio deginimo temperatūra siekia 36 000 laipsnių. F. Dvyniai taip pat padėjo nustatyti atstumą nuo Žemės, kad būtų galima apskaičiuoti jo šviesumą. Kartu su duomenimis iš kitų observatorijų, įskaitant NASA Chandra rentgeno spindulių observatoriją ir Nacionalinio mokslo fondo labai didelio masyvo radijo teleskopus, šie rezultatai patvirtino, kad sprogimas iš tikrųjų buvo LFBOT.

Galimi paaiškinimai ir būsimi tyrimai

Viena teorija rodo, kad LFBOT gali atsirasti dėl to, kad juos praryja vidutinės masės žvaigždės Juodoji skylė (Nuo 100 iki 1000 saulės masių). NASA James Webb kosminis teleskopasDidelė skiriamoji geba ir infraraudonųjų spindulių jautrumas galiausiai gali būti panaudoti norint nustatyti, kad Finčas sprogo rutuliniame žvaigždžių spiečiuje, esančioje vienos iš dviejų netoliese esančių galaktikų išorinėje aureolė. Rutulinis žvaigždžių spiečius yra labiausiai tikėtina vieta rasti vidutinės masės juodąją skylę.

Siekdami paaiškinti neįprastą Fincho vietą, mokslininkai svarsto galimybę, kad tai įvyko susidūrus dviem neutroninėms žvaigždėms, kurios nukeliauja toli už savo priimančiosios galaktikos ir jau milijardus metų juda viena kitos link. Tokie susidūrimai sukuria kilonovą, 1000 kartų galingesnį sprogimą nei standartinė supernova. Tačiau yra spekuliacinė teorija, kad jei viena iš neutroninių žvaigždžių būtų stipriai įmagnetinta – magnetaras – ji galėtų labai sustiprinti sprogimo jėgą iki 100 kartų didesnės nei įprastos supernovos ryškumas.

„Šis atradimas kelia daug daugiau klausimų nei atsako“, – sakė Kremsas. „Reikia daugiau dirbti, kad išsiaiškintume, kuris iš kelių galimų paaiškinimų yra teisingas.

Kadangi astronominiai pereinamieji reiškiniai gali atsirasti bet kur bet kuriuo metu ir yra gana trumpalaikiai astronominiu požiūriu, mokslininkai pasikliauja didelio masto tyrimais, kurie gali nuolat stebėti didelius dangaus plotus, kad juos aptiktų ir įspėtų kitas observatorijas, tokias kaip Hablas. Pastabos.

Tyrėjai teigia, kad norint geriau suprasti šį reiškinį, reikia didesnės imties. Nauji teleskopai, skirti apžiūrėti visą dangų, pavyzdžiui, Vera C. Rubin Žemės observatorija, gali aptikti dar daugiau, priklausomai nuo pagrindinės astrofizikos.

Nuoroda: „AT2023fhn („The Sparrow“): greitas, ryškiai mėlynas optinis pereinamasis veiksnys, esantis dideliu nuokrypiu nuo priimančiosios galaktikos“, autorius AA Chrimes, PG Jonker, AJ Levan, DL Coppejans, N. Gaspari, BP Gompertz, PJ Groot, DB Malesani , A. Mummery, E. R. Stanway ir K. Wiersema, priimta, Karališkosios astronomijos draugijos mėnesiniai pranešimai.
arXiv:2307.01771v2

Hablo kosminis teleskopas yra NASA ir Europos kosmoso agentūros tarptautinio bendradarbiavimo projektas. NASA Goddardo kosminių skrydžių centras Greenbelt mieste, Merilando valstijoje, valdo teleskopą. Kosminio teleskopo mokslo institutas (STScI) Baltimorėje, Merilando valstijoje, atlieka mokslines operacijas Hablo ir Webb. STScI NASA valdo Astronomijos tyrimų universitetų asociacija Vašingtone.

Tarptautinę astronomų komandą šiame tyrime sudaro AA Chrimes (Radboud universitetas, Nyderlandai), PG Jonker (Radboud universitetas ir Nyderlandų kosmoso tyrimų institutas, Nyderlandai), AJ Levan (Radboud universitetas, Nyderlandai); Varviko universitetasJungtinė Karalystė), D. L. Coppejans (Worwick universitetas, Jungtinė Karalystė), N. Gaspari (Radboud universitetas, Nyderlandai), B. P. Gompertz (Birmingamo universitetas, Jungtinė Karalystė), P. J. Groot (Radboudo universitetas, Nyderlandai; Keiptauno universitetas ir Pietų Afrikos astronomijos observatorija, Pietų Afrika), D. B. Malesani (Radboudo universitetas, Nyderlandai; Kosminės aušros centras (DAWN) ir Kopenhagos universitetas, Danija), A. . Mummery (Oxford Astrophysics, JK), R. Stanway (Worwick universitetas, JK) ir K. Wiersema (Hertfordšyro universitetas, JK).