Международная команда под руководством Северо-Западного университета становится ближе к пониманию таинственно яркого объекта, взорвавшегося в северном небе этим летом.

17 июня телескопы-близнецы, обследовавшие ATLAS на Гавайях, обнаружили в созвездии Геркулеса удивительно яркую аномалию в 200 миллионов световых лет . Названный AT2018cow или «Коровой», объект быстро вспыхнул, а затем исчез почти так же быстро.

После объединения нескольких источников изображений, включая жесткие рентгеновские лучи и радиоволны, многопрофильная группа специалистов теперь предполагает, что телескопы зафиксировали точный момент, когда звезда рухнула, чтобы сформировать компактный объект, такой как черная дыра или нейтронная звезда. Звездный мусор, приближаясь и вращаясь вокруг горизонта событий объекта, вызвал удивительно яркое свечение.

Это редкое событие поможет астрономам лучше понять физику игры в первые моменты создания черной дыры или нейтронной звезды. «Мы думаем, что« Корова »- это образование аккрецирующей черной дыры или нейтронной звезды», — говорит Раффаэлла Маргутти (Northwestern), которая возглавляла исследование. «Из теории мы знаем, что черные дыры и нейтронные звезды образуются, когда звезда умирает, но мы никогда не видели их сразу после их рождения. Никогда».

Маргутти представит свои результаты на 233-м заседании Американского астрономического общества 10 января в Сиэтле. Затем исследование будет опубликовано в Astrophysical Journal .

Маргутти — доцент кафедры физики и астрономии в Северо-западном колледже искусств и наук Вайнберга и член CIERA (Центра междисциплинарных исследований и исследований в астрофизике), исследовательского центра на Северо-западе, специализирующегося на развитии астрофизических исследований с упором на междисциплинарные связи. ,

Любопытная Корова

После того, как корова была впервые обнаружена, она сразу же заинтересовалась международным сообществом и оставила астрономам царапать голову. «Мы думали, что это сверхновая», — сказала Маргутти. «Но то, что мы наблюдали, бросило вызов нашим нынешним представлениям о звездной смерти».

Во-первых, аномалия была неестественно яркой — в 10-100 раз ярче, чем типичная сверхновая. Он также вспыхнул и исчез гораздо быстрее, чем другие известные звездные взрывы, с частицами, летящими со скоростью 30 000 километров в секунду (или 10 процентов скорости света). Всего за 16 дней объект уже излучил большую часть своей мощности. Во вселенной, где некоторые явления существуют миллионы и миллиарды лет, две недели составляют мгновение ока.

«Мы сразу поняли, что этот источник перешел от неактивного к пиковому светимости всего за несколько дней», — сказал Маргутти. «Этого было достаточно, чтобы всех взволновать, потому что это было так необычно и, по астрономическим меркам, было очень близко».

Используя доступ Northwestern к обсерваториям в обсерватории WM Keck на Гавайях и обсерватории MMT в Аризоне, а также удаленный доступ к телескопу SoAR в Чили, Маргутти более внимательно изучил структуру объекта. Маргутти и ее команда изучили химический состав Коровы, обнаружив явные доказательства наличия водорода и гелия, что исключало модели слияния компактных объектов, подобных тем, которые производят гравитационные волны.

Комплексная стратегия

Астрономы традиционно изучали звездную гибель на оптической длине волны, которая использует телескопы для захвата видимого света. Команда Маргутти, с другой стороны, использует более комплексный подход. Ее команда смотрела на объект с помощью рентгеновских лучей, жестких рентгеновских лучей (которые в 10 раз мощнее обычных рентгеновских лучей), радиоволн и гамма-лучей. Это позволило им продолжить изучение аномалии еще долго после того, как ее начальная видимая яркость исчезла.

После того, как ATLAS обнаружил объект, команда Маргутти быстро получила последующие наблюдения Коровы с помощью Ядерно-спектроскопического массива НАСА (NuSTAR) и лаборатории жесткого рентгеновского излучения INTEGRAL, мягкого рентгеновского излучения в XMM-Newton и радиоантенн в Очень большом массиве к корове.

Маргутти приписывает относительную наготу Коровы к раскрытию этой межгалактической тайны. Хотя звезды могут постоянно падать в черные дыры, большое количество материала вокруг недавно появившихся черных дыр блокирует зрение астрономов. К счастью, вокруг Коровы было извержение примерно в 10 раз меньше, чем при обычном звездном взрыве. Нехватка материала позволила астрономам взглянуть прямо на «центральный двигатель» объекта, который проявил себя как вероятная черная дыра или нейтронная звезда.

«Лампочка» сидела глубоко в толще взрыва, — сказал Маргутти. «Было бы трудно увидеть это при обычном звездном взрыве. Но у Коровы было очень мало массы выброса, что позволяло нам непосредственно наблюдать излучение центрального двигателя».

Галактический сосед

Команда Маргутти также извлекла выгоду из относительной близости звезды к Земле. Даже при том, что это было укрыто в далекой карликовой галактике под названием CGCG 137-068, астрономы считают, что это «прямо за углом».

«Двести миллионов световых лет для нас уже близко», — сказал Маргутти. «Это ближайший временный объект такого рода, который мы когда-либо находили».

Команда Маргутти на Северо-западе включает аспиранта Апраджиту Хаджелу, аспирантов Джакомо Террерана, Дин Коппеджанс и Кейт Александер (которая является стипендиатом Хаббла) и студентку первого курса Даниэля Бретхауэра.

«Получение возможности внести свой вклад в нечто такое передовое и международное, как понимание AT2018cow как старшекурсника, — это сюрреалистический опыт», — сказал Бретхауэр. «Помочь мировым экспертам выяснить, что такое AT2018cow даже самым маленьким образом, превзошло мои самые смелые ожидания в начале лета и что я запомню на всю оставшуюся жизнь».