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SN 2018vaca

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Coordenadas : 16 h 16 m 00.2242 s , +22° 16′ 04.890″Mapa del cielo

SN 2018cow ( nombre ATLAS : ATLAS18qqn ; también conocida como Supernova 2018cow , AT 2018cow (AT = Astronomical Transient) y " The Cow " ) fue una explosión astronómica muy potente, entre 10 y 100 veces más brillante que una supernova normal , que coincidió espacialmente con la galaxia CGCG 137-068 , a unos 200 millones de años luz (60 millones de pc ) de distancia en la constelación de Hércules . Fue descubierta el 16 de junio de 2018 por el telescopio ATLAS-HKO y generó un gran interés entre los astrónomos de todo el mundo. Más tarde, el 10 de julio de 2018, y después de que AT 2018cow se hubiera atenuado significativamente, los astrónomos, basándose en estudios de seguimiento con el Telescopio Óptico Nórdico (NOT), describieron formalmente a AT 2018cow como SN 2018cow, una supernova de tipo Ib , que muestra un "espectro sin precedentes para una supernova de esta clase"; aunque otros, principalmente al principio, pero también más recientemente, se han referido a ella como una supernova de tipo Ic-BL . Se ha presentado una explicación para ayudar a comprender mejor las características únicas de AT 2018cow. AT2018cow es uno de los pocos transitorios ópticos azules rápidos (FBOT) reportados observados en el Universo. Sin embargo, en mayo de 2020, se informó que se observó un FBOT mucho más potente que AT 2018cow (a saber, CRTS-CSS161010 J045834-081803, o CSS161010 para abreviar). [ 6 ] [ 7 ]        

El 2 de noviembre de 2018, dos equipos independientes de astrónomos concluyeron que el  evento AT 2018cow era "o bien un agujero negro recién formado en proceso de acreción de materia, o bien la rotación frenética de una estrella de neutrones ". [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

En enero de 2019, los astrónomos propusieron que la explosión podría haber sido una enana blanca siendo desgarrada por un agujero negro; o una supernova dejando tras de sí un agujero negro o una estrella de neutrones, observándose por primera vez la creación de un cuerpo compacto. [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] El 13 de diciembre de 2021, los astrónomos informaron que AT 2018cow, un FBOT extremo, "podría ser una estrella de neutrones o un agujero negro con una masa inferior a 850 masas solares" basándose en estudios de observación de rayos X de alta resolución temporal . [ 15 ] [ 16 ]

Historia

Una curva de luz para SN 2018cow, trazada a partir de datos publicados por Perley et al. (2019). [ 11 ] La flecha muestra un límite superior previo a la erupción.

AT  2018cow fue descubierto el 16 de junio de 2018 a las 10:35:02  UTC por el telescopio ATLAS-HKO , un sistema gemelo de 0,5 m (20 in) , en el Observatorio Haleakala en Hawái . [ 2 ] [ 17 ] [ 18 ] Fue una poderosa explosión astronómica (magnitud de descubrimiento 14,739; corrimiento al rojo 0,014145, [ 2 ] 0,0136 [ 5 ] ), 10 a 100 veces más brillante que una supernova normal, [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] espacialmente coincidente con la galaxia CGCG 137-068 , aproximadamente a 200 millones de años luz (60 millones de pc ) de distancia en la constelación de Hércules . [ 1 ]      

Para el 22 de junio de 2018, este evento astronómico transitorio había generado un interés significativo entre los astrónomos de todo el mundo. [ 23 ] Al menos 24 telescopios importantes estaban observando el evento, el mayor número, hasta el 27 de junio de 2018, de observaciones simultáneas (más de 35 publicadas el 27 de junio de 2018) [ 24 ] de cualquier evento astronómico jamás reportado en The Astronomer's Telegram . [ 21 ] [ 25 ] El evento había sido tentativamente identificado como una supernova y se le había dado la designación Supernova 2018cow y la clasificación SN Ic-BL . [ 4 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]

Las primeras observaciones de rayos X y ultravioleta (UV) de AT  2018cow se obtuvieron el 19 de junio de 2018 con el telescopio Swift. [ 29 ] Estas observaciones revelaron que el objeto era un transitorio brillante de rayos X/UV, con una luminosidad de rayos X de ~1×1043 erg/s and a UV brightness of about 11.7 (Vega mag) in the range 1600-3600 Å.[30] On 25 June 2018, astronomers, using the 2.0 m (79 in)Liverpool Telescope and the 1.5 m (59 in) telescope at Palomar Observatory, noted on The Astronomer's Telegram: "AT2018cow has faded every night since our first observations [19 June 2018]. ... [The reported] observations suggest that although a link to Ic-BL SNe and GRBs remains credible given the smooth spectra and luminous radio and X-ray counterpart[s], AT2018cow is distinct in other ways and its true identity remains unclear. Observations are continuing."[21][22] On 29 June 2018, astronomers, using 0.6 m (24 in) telescopes at the Beijing Astronomical Observatory,[31] reported further support for the fading of AT 2018cow. However, using the Swift/XRT telescope on 30 June 2018, an increase in the X-ray luminosity of the transient was reported.[32] That would be the beginning of an unusual X-ray variable behavior.[30][33]

AT 2018cow
context
close-up

El 2 de julio de 2018, los astrónomos, utilizando el Telescopio de Gran Área Fermi (LAT), informaron que no hubo emisiones significativas de rayos gamma >100 MeV entre el 19 y el 26 de junio de 2018. [ 34 ] Además, el 3 de julio de 2018, los astrónomos informaron, utilizando el detector CZTI ( Cadmium Zinc Telluride Imager ) a bordo del observatorio espacial AstroSat , que no se detectaron transitorios de rayos X duros entre el 13 y el 16 de junio de 2018 (tiempo de detección del evento) [ 35 ] y, utilizando el UVIT equipado con un filtro F172M , observaron una magnitud AB de un estimado de 17,6 en la ubicación AT 2018cow el 3 de julio de 2018. [ 36 ] Además, los astrónomos el 3 de julio de 2018 informaron, utilizando el detector MAXI GSC a bordo de la ISS , que no se detectaron emisiones significativas de rayos X entre el 11 y el 21 de junio 2018. [ 37 ] El 4 de julio de 2018, los astrónomos, utilizando NuSTAR , informaron una disminución de las emisiones de rayos X duros de AT  2018cow. [ 38 ] El 12 de julio de 2018, los astrónomos, utilizando INTEGRAL , informaron que no se detectaron detecciones de la fuente desde el 30 de junio hasta el 8 de julio de 2018; sin embargo, es posible que se hayan observado estallidos similares a GRB anteriormente en las cercanías, el 12 y el 15 de junio de 2018, aunque la asociación de estos estallidos con AT  2018cow puede ser "desfavorable". [ 39 ]

Las emisiones de radio , a 5  GHz con una densidad de flujo de ~ 170 microJy, fueron detectadas desde la ubicación de AT  2018cow entre el 3 y el 4 de julio de 2018 por e-MERLIN ; [ 40 ] Las emisiones de radio en la ubicación AT 2018cow fueron detectadas por ATCA a 5,5  GHz con una densidad de flujo de ~0,4 mJy y a 9  GHz con ~1,0 mJy el 3 de julio de 2018, y a 34  GHz con ~10 mJy el 5 de julio de 2018. [ 41 ] Las observaciones VLBI a 22  GHz, con el NRAO , utilizando los radiotelescopios VLBA y Effelsberg , encontraron una densidad de flujo total de ~5 mJy alrededor del 8 de julio de 2018 en una ubicación astrométrica supuestamente más precisa (pero consistente dentro de las incertidumbres) de AT2018cow (RA=16h 16m 00,2242s, DEC=22d 16' 04,890") que la de e-MERLIN. [ 3 ] [ 40 ]

El 10 de julio de 2018, los astrónomos, basándose en estudios de seguimiento con el Telescopio Óptico Nórdico (NOT) de 2,56 m (101 in) , describieron formalmente a AT 2018cow como SN 2018cow y como una supernova de tipo Ib , mostrando un "espectro sin precedentes para una supernova de esta clase". [ 5 ] El 19 de julio de 2018, los astrónomos, utilizando el telescopio Kanata de 1,5 m (59 in) en el Observatorio Higashi-Hiroshima , observaron nuevas disminuciones en la luminosidad óptica y del infrarrojo cercano de la posición de AT 2018cow a principios de julio de 2018, y notaron que las grandes tasas de disminución de las curvas de luz eran "bastante grandes" en comparación con las supernovas de tipo Ic (Ic-BL) y de tipo Ib/c. [ 42 ]      

El 6 de agosto de 2018, las observaciones ultravioleta de la ubicación AT  2018cow, utilizando la Cámara de Campo Amplio 3 (WFC3) del Telescopio Espacial Hubble (HST), detectaron un brillo ( magnitud Vega ) de aproximadamente 19 en las cuatro bandas (F218W, F225W, F275W, F336W) estudiadas. [ 43 ] El 12 de agosto de 2018, los astrónomos del Telescopio de Radio de Ondas Métricas Gigante (GMRT) detectaron una emisión de radio de baja frecuencia (  banda de 1390 MHz; 438+/-82 uJy) en la posición AT 2018cow. [ 44 ]

El 15 de agosto de 2018, los astrónomos que utilizaban el conjunto de telescopios Cherenkov (CTA) del Sistema Estereoscópico de Alta Energía (HESS ) no informaron de ninguna fuente significativa de rayos gamma en la ubicación AT 2018cow entre el 3 y el 5 de julio de 2018, lo que, como consecuencia, dio lugar a la determinación preliminar de los límites superiores del flujo integrado de la emisión gamma de muy alta energía (VHE) de AT 2018cow de la siguiente manera: por encima del umbral de energía de 220 GeV (±2sd) un límite superior de 5e-12 ph cm^-2 s^-1; por encima de 1 TeV (±2sd) un límite superior de 5e-13 ph cm^-2 s^-1. [ 45 ]  

Propiedades

Según los astrónomos en el momento de su descubrimiento, la explosión, con una temperatura superficial de más de 8900 °C (16 000 °F; 9200 K) y viajando a 20 000 km/s (12 000 mi/s) , [ 20 ] pudo haber sido una estrella variable cataclísmica (CV), un estallido de rayos gamma (GRB), una onda gravitacional (GW), una supernova (SN) o algo más. [ 2 ] [ 46 ] [ 21 ] [ 47 ] [ 48 ] Sin embargo, el escenario de la CV fue rápidamente descartado debido al espectro óptico inicial sin rasgos distintivos y la gran luminosidad inicial de rayos X del transitorio. [ 11 ] [ 30 ] Según la astrónoma Kate Maguire de la Universidad Queen's de Belfast : "Realmente apareció de la nada. Hay otros objetos que se han descubierto que son igual de rápidos, pero la velocidad y el brillo son bastante inusuales". [ 47 ]     

La clasificación de tipo Ic-BL indica un espectro con líneas muy inusualmente anchas , pero sin líneas de hidrógeno y con líneas de helio débiles o ausentes. Dicho espectro se produce por la explosión de una estrella muy grande que ha perdido sus capas exteriores de hidrógeno y helio . [ 49 ] Sin embargo, según el astrónomo Shubham Srivastav, asociado con el Telescopio Chandra del Himalaya (HCT) de 2,0 m (79 pulgadas) : "Aunque las características espectroscópicas indican una similitud tentativa con las supernovas Ic de líneas anchas, su verdadera naturaleza sigue siendo un enigma". [ 49 ] Además, según Maguire: "Todavía no estamos seguros de qué es, pero el mecanismo de energía normal para una supernova es la desintegración radiactiva del níquel , y este evento es demasiado brillante y demasiado rápido para eso". [ 47 ] La explosión de AT 2018cow podría haber estado acompañada de una emisión de ondas gravitacionales (OG), pero la emisión de OG no pudo detectarse ya que los detectores LIGO en los estados de Washington y Luisiana estaban fuera de servicio en el momento del evento debido a actualizaciones de servicio. [ 21 ]  

Se ha presentado una explicación para ayudar a comprender mejor las características únicas de AT  2018cow, particularmente como un evento de disrupción de marea de enana blanca . [ 50 ]

Hasta el 29 de septiembre de 2018, AT  2018cow se había explicado de diversas maneras, incluyendo como una supernova de tipo Ic , un estallido de rayos gamma , una interacción entre una enana blanca y un agujero negro , y como un magnetar . Se han presentado estudios preliminares para comprender mejor la naturaleza física exacta de AT 2018cow, utilizando la Red Europea de Interferometría de Muy Larga Distancia (EVN). [ 51 ]

El 2 de noviembre de 2018, dos equipos independientes de astrónomos concluyeron que el evento AT 2018cow era "o bien un agujero negro recién formado en proceso de acreción de materia, o bien la rotación frenética de una estrella de neutrones ". [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

En enero de 2019, Anna Ho del Instituto Tecnológico de California en Pasadena, quien realizó observaciones con el Submillimeter Array en Mauna Kea en Hawái, señaló que un período inusualmente prolongado de actividad continua después de que se detectara el evento, permitió un estudio más extenso de lo que normalmente se permite durante tales eventos, permitiendo observarlo mientras aumentaba su brillo. [ 33 ] Posteriormente, los astrónomos propusieron que AT 2018cow podría haber sido una enana blanca siendo desgarrada por un agujero negro ; o, una supernova dejando tras de sí un agujero negro o una estrella de neutrones , observándose por primera vez la creación de un cuerpo compacto. [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]

Véase también

Referencias

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  • Página web SN 2018cow en el servidor de nombres transitorios.
  • Página web de AT2018cow en Vanbuitenen.nl
  • Página web AT2018cow de la Sección de Astronomía de la Academia de Ciencias de Rochester
  • Página web de CGCG 137-068 en la base de datos extragaláctica de la NASA/IPAC.
  • Imágenes de AT2018cow del 21 de junio de 2018 por Cedric Raguenaud
  • AT2018cow – Resumen – audio (subtítulos en alemán/inglés; 03:50) en YouTube
  • AT2018cow – Agujero negro consume estrella enana blanca – vídeo (01:42) en YouTube
  • AT2018cow – Se originó a partir de una supernova en un entorno fuertemente magnetizado/ALMA en NAOJ