Muevete a un lado, AT2018COW. Hay un nuevo transitorio astronómico en el universo, y es mas rapido, más pesado y brillante en longitudes de onda de radio que sus misteriosos predecesores.

Después de que los astrónomos vieron visualmente un estallido brillante en una pequeña galaxia a 500 millones de años luz de distancia de la Tierra en 2016, Un equipo dirigido por la Universidad Northwestern ha determinado que la anomalía es el tercer transitorio óptico azul rápido (FBOT) capturado en longitudes de onda de radio y rayos X.

Una familia muy luminosa de explosiones cósmicas, Los FBOT tienen un historial de sorprender a los astrónomos con su rapidez, enérgico, poderosas ráfagas de energía. Como su nombre lo indica, los transitorios se desvanecen casi tan rápido como aparecen. Quizás el FBOT más famoso es AT2018COW ("La vaca"), un evento poco común que parecía ser el nacimiento de un agujero negro o una estrella de neutrones. Pero el FBOT recién identificado, llamado CRTS-CSS161010 J045834-081803 o CSS161010 para abreviar, ha eclipsado enormemente a la Vaca con la gran velocidad y pesadez de sus salidas de material.

CSS161010, De hecho, ha producido algunas de las salidas más rápidas de la naturaleza, lanzando gas y partículas a más del 55% de la velocidad de la luz. Sus salidas rápidas alucinantes también son las más pesadas documentadas para su clase.

"Esto fue inesperado, "dijo Deanne Coppejans de Northwestern, quien es el primer autor del estudio. "Sabemos de explosiones energéticas que pueden expulsar material a casi la velocidad de la luz, específicamente estallidos de rayos gamma, pero solo lanzan una pequeña cantidad de masa, aproximadamente una millonésima parte de la masa del sol. CSS161010 lanzó del 1 al 10 por ciento de la masa del sol a más de la mitad de la velocidad de la luz, evidencia de que se trata de una nueva clase de transitorios ".

"Pensamos que sabíamos qué producía los flujos de salida más rápidos en la naturaleza, "dijo Raffaella Margutti de Northwestern, un autor principal del estudio. "Pensamos que solo había dos formas de producirlos:colapsando una estrella masiva con un estallido de rayos gamma o dos estrellas de neutrones fusionándose. Pensamos que eso era todo. Con este estudio, estamos introduciendo una tercera forma de lanzar estos flujos de salida. Hay una nueva bestia ahí fuera y es capaz de producir el mismo fenómeno energético ".

La investigación fue publicada hoy (26 de mayo) en The Cartas de revistas astrofísicas .

Margutti es profesora asistente de física y astronomía en la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg de Northwestern y miembro de CIERA (Centro de Exploración e Investigación Interdisciplinaria en Astrofísica). Coppejans es un asociado postdoctoral en CIERA y parte del grupo de investigación transitoria de Margutti.

'Supernovas extrañas'

Los FBOT (pronunciado F-bot) son un tipo de explosión cósmica detectada inicialmente en la longitud de onda óptica. Tan calientes que brillan en azul Los FBOT alcanzan el brillo máximo en cuestión de días y luego se desvanecen rápidamente, mucho más rápido que el aumento y la desintegración de las supernovas estándar. Aunque los astrónomos reconocieron a los FBOT como su propia clase en 2014, suponen que estas curiosas anomalías han estado salpicando nuestro cielo nocturno durante mucho más tiempo.

"Probablemente hayan estado en nuestros archivos durante mucho tiempo, pero no los reconocimos como algo diferente, ", Dijo Margutti." Vimos fallas en otras galaxias que no pudimos explicar. Pero no pudimos obtener información fuera de la longitud de onda óptica, por lo que no pudimos examinarlos más a fondo. Simplemente las llamaríamos 'supernovas extrañas' ".

El equipo de Margutti combina varios observatorios para obtener más información sobre estas misteriosas explosiones. En 2016, Los investigadores de Catalina Real-time Transient Survey y All Sky Automated Supernova Survey (ASAS-SN) detectaron de forma independiente CSS161010 con longitudes de onda ópticas. Luego, un equipo de ASAS-SN se acercó a Margutti y Coppejans para observar más de cerca utilizando su experiencia en rayos X y ondas de radio.

Debido a que Northwestern tiene acceso remoto al Observatorio Keck, que tiene los telescopios ópticos e infrarrojos más grandes de los EE. UU., pudieron observar el fenómeno directamente. (Northwestern es una de las únicas cuatro instituciones en los EE. UU. Que tiene dicho acceso).

"Las longitudes de onda ópticas pueden informarnos sobre las partículas que se mueven lentamente en una explosión. Pero 'moverse lentamente' sigue siendo 10, 000 kilómetros por segundo, "Dijo Margutti." Si quieres ver las partículas más rápidas, luego tienes que usar rayos X y ondas de radio. Luego, puede juntarlos todos para ver una imagen más completa ".

Aunque los astrofísicos concluyeron que CSS161010 es definitivamente un FBOT, Puede que nunca sepan que es verdad naturaleza subyacente. Simplemente se encendió y luego se desvaneció demasiado rápido. Todavía, tienen una suposición.

"Creemos que es un tipo muy raro de explosión estelar, ", Dijo Coppejans." Aunque es menos probable, CSS161010 podría ser, en cambio, una estrella devorada por un agujero negro de tamaño mediano ".

"The Cow y CSS161010 eran muy diferentes en la rapidez con la que podían acelerar estos flujos de salida, ", Dijo Margutti." Pero comparten una cosa:la presencia de un agujero negro o una estrella de neutrones en su interior. Ese es el ingrediente clave ".

El extraño hogar de CSS161010

Antes de que los astrónomos vieran CSS161010, no habían notado la diminuta galaxia en la que residía. El increíblemente brillante FBOT llamó la atención sobre una galaxia enana cerca de la constelación de Eridanus, que tiene la forma de un río en el hemisferio celeste sur. La galaxia anfitriona contiene alrededor de 10 millones de estrellas, mientras que la Vía Láctea comprende miles de millones. Con acceso remoto a los telescopios Keck en Hawái, los investigadores del noroeste pudieron vislumbrar la diminuta galaxia, que no parecía más que una pequeña mancha.

Hasta aquí, Los astrónomos solo han encontrado FBOT brillantes como CSS161010 y la Vaca en estas diminutas galaxias, lo que da una pista sobre su naturaleza. Aunque Margutti y Coppejans aún no han explorado completamente estas pistas, especulan que es más probable que las galaxias diminutas alberguen transitorios porque estas galaxias contienen niveles tan bajos de metales. (Los astrónomos usan la palabra "metales" para incluir todos los materiales excepto el hidrógeno y el helio).

La cantidad de metales afecta la cantidad de masa que pierden las estrellas a lo largo de su vida en forma de viento estelar. Una estrella sin metales puede potencialmente retener más de su masa, produciendo una explosión mayor al final de su vida.

Giacomo Terreran, un asociado postdoctoral en CIERA, tomó las observaciones de Keck para investigar la galaxia y ayudar a comprender el FBOT dentro de ella.

"Cada vez que una estrella muere o las estrellas de neutrones se fusionan, devuelven los metales al medio ambiente, ", Dijo Terreran." Las galaxias diminutas tienen una pequeña cantidad de metales porque no muchas estrellas han muerto allí. Esto tiene un impacto en la forma en que otras estrellas viven sus vidas. Creemos que no es por casualidad que solo encontremos estos raros transitorios en estas diminutas galaxias ".

Por este trabajo, un equipo internacional de astrofísicos utilizó el espectrómetro de imágenes de baja resolución y el espectrógrafo de imágenes profundas y multiobjeto del Observatorio Keck, el telescopio de espejos múltiples, el Observatorio de rayos X Chandra, el Karl J. Jansky Very Large Array y el Radiotelescopio Gigante de Metrewave.