Una extraña explosión en un lugar inesperado

Detectando explosiones de luz extremadamente brillantes entre galaxias

Una noche clara y estrellada es engañosamente tranquila para los observadores del cielo desde casa. De hecho, el cielo está lleno de cosas que explotan en la noche, como las cámaras de los fotógrafos disparando. La mayoría de estos destellos son explosiones o colisiones estelares. Son tan débiles que sólo pueden ser captados por los interminables ojos de los telescopios que monitorean constantemente el cielo nocturno en busca de tales transitorios.

Entre los más raros de estos eventos cósmicos aleatorios se encuentra una pequeña clase llamada Transitorios Ópticos Azules Rápidos Luminosos (LFBOT). Brillan intensamente en luz azul y evolucionan rápidamente, alcanzando su brillo máximo y desvaneciéndose nuevamente en cuestión de días, a diferencia de las supernovas que tardan semanas o meses en atenuarse.

El primer LFBOT se encontró en 2018. Hoy en día, se capturan una vez al año, por lo que solo se conocen unos pocos. Hay varias teorías detrás de las causas de las poderosas explosiones. Pero llegó el Hubble e hizo este fenómeno aún más misterioso.

Un LFBOT apareció en 2023 en un lugar que nadie esperaba, muy lejos entre dos galaxias. Sólo el Hubble puede señalar con precisión su sorprendente ubicación. Si un sabor muy fuerte de supernova causa LFBOT, deberían explotar en los brazos espirales de las galaxias donde tiene lugar el nacimiento de estrellas. Las estrellas recién nacidas masivas no viven detrás de las supernovas el tiempo suficiente para vagar más allá de sus zonas de anidación dentro de la galaxia.

Los astrónomos coinciden en que es necesario descubrir más LFBOT para que los teóricos puedan describir mejor los grupos de estos esquivos eventos transitorios.

Imagen del Telescopio Espacial Hubble de un transitorio óptico azul luminoso rápido (LFBOT) identificado como AT2023fhn, marcado con indicadores. Brilla intensamente en luz azul y evoluciona rápidamente, alcanzando su brillo máximo y desapareciendo nuevamente en cuestión de días, a diferencia de las supernovas que tardan semanas o meses en atenuarse. Solo se han descubierto unos pocos LFBOT anteriores desde 2018. La sorpresa es que este último tránsito, visto en 2023, se encuentra a una distancia significativa tanto de la galaxia espiral barrada de la derecha como de la galaxia enana de la parte superior izquierda. Sólo el Hubble puede determinar su ubicación. Los resultados dejan a los astrónomos aún más desconcertados porque todos los LFBOT anteriores se encontraron en regiones de formación estelar en los brazos espirales de las galaxias. No está claro qué evento astronómico podría desencadenar una explosión extragaláctica de este tipo. Crédito de la imagen: NASA, ESA, STScI, Ashley Chrimes (ESA-ESTEC/Universidad de Radboud)

El Telescopio Espacial Hubble de la NASA encuentra una extraña explosión en un lugar inesperado

Un estallido muy raro y extraño de luz inusualmente brillante en el universo se volvió aún más extraño gracias al Ojo de Águila NASA‘s telescopio espacial Hubble.

El fenómeno, denominado Transitorio Óptico Azul Rápido Luminoso (LFBOT), ha aparecido en un lugar donde no se esperaba que se encontrara, muy lejos de cualquier galaxia anfitriona. Sólo el Hubble puede determinar su ubicación. Los resultados dejan a los astrónomos aún más desconcertados. En primer lugar, no saben qué son los LFBOT. Los resultados del Hubble sugieren que saben menos al descartar algunas teorías potenciales.

Los LFBOT se encuentran entre los eventos de luz visible más brillantes conocidos en el universo y explotan tan inesperadamente como las luces de las cámaras. Sólo se han encontrado un puñado Desde el primer descubrimiento en 2018 – Un evento situado a unos 200 millones de años luz de distancia, apodado “La Vaca”. En la actualidad, los LFBOT se presentan una vez al año.

Resultados y observaciones recientes

Después de su descubrimiento inicial, el último LFBOT fue observado mediante múltiples telescopios en todo el espectro electromagnético, desde rayos X hasta ondas de radio. El evento temporal designado AT2023fhn y apodado “The Finch” mostró todas las características distintivas de LFBOT. Brillaba intensamente en luz azul y evolucionó rápidamente, alcanzando su brillo máximo y desvaneciéndose nuevamente en cuestión de días, a diferencia de las supernovas, que tardan semanas o meses en atenuarse.

Pero a diferencia de cualquier otro LFBOT visto antes, Hubble descubrió que Finch está ubicado entre dos galaxias vecinas: a unos 50.000 años luz de una galaxia espiral cercana y a unos 15.000 años luz de una galaxia más pequeña.

La imagen titulada «AT2023fhn HST WFC3/UVIS» con clave de color, barra de escala y flechas de brújula muestra tres galaxias contra el fondo espacial negro aterciopelado. La más grande es la galaxia espiral azul-blanca en el centro de la imagen. Dos pequeñas galaxias son manchas blancas hacia la izquierda. Hay una extraña mancha blanca con indicadores rojos cerca de la parte superior de la imagen, que es un resplandor brillante de un objeto desconocido que explotó, pero que no está asociado con ninguna galaxia. Crédito de la imagen: NASA, ESA, STScI, Ashley Chrimes (ESA-ESTEC/Universidad de Radboud)

«Las observaciones del Hubble fueron realmente cruciales. Nos hicieron darnos cuenta de que esto era inusual en comparación con otras cosas similares, porque sin los datos del Hubble no lo habríamos sabido», dijo Ashley Krems, autora principal del artículo del Hubble que publicó el descubrimiento en un próximo número de la revista Hubble. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society (MNRAS). Él también es un Agencia Espacial Europea Investigador, anteriormente en la Universidad de Radboud, Nijmegen, Países Bajos.

Si bien se presume que estas explosiones masivas son un tipo raro de supernova llamada supernova de colapso, las estrellas gigantes que se convierten en supernovas tienen una vida corta según los estándares estelares. Por lo tanto, las estrellas progenitoras masivas no tienen tiempo suficiente para viajar lejos de su lugar de nacimiento (un grupo de estrellas recién nacidas) antes de explotar. Todos los LFBOT anteriores se han encontrado en los brazos espirales de las galaxias donde se produce el nacimiento de estrellas, pero Finch no está presente en ninguna galaxia.

«Cuanto más aprendemos sobre los LFBOT, más nos sorprenden», dice Krems. «Ahora hemos demostrado que los LFBOT pueden ocurrir a gran distancia del centro de la galaxia más cercana, y la ubicación de Finch no es la que esperaríamos de ningún tipo de supernova».

Alertas iniciales y confirmaciones adicionales

La instalación transitoria de Zwicky, una cámara terrestre de gran angular que escanea todo el cielo del norte cada dos días, alertó por primera vez a los astrónomos sobre Finch el 10 de abril de 2023. Una vez que fue detectada, los investigadores lanzaron un programa planificado previamente para Finch. . Notas que estaban alerta, listas para dirigir rápidamente su atención a cualquier candidato potencial a LFBOT que pudiera surgir.

Las mediciones espectroscópicas realizadas con el telescopio Gemini Sur en Chile encontraron que el jilguero tenía una temperatura abrasadora de 36.000 grados. F. Gemini también ayudó a determinar su distancia a la Tierra para poder calcular su luminosidad. Combinados con datos de otros observatorios, incluido el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y los radiotelescopios Very Large Array de la Fundación Nacional de Ciencias, estos resultados confirmaron que la explosión fue de hecho un LFBOT.

Posibles explicaciones e investigaciones futuras.

Una teoría sugiere que los LFBOT pueden resultar de ser devorados por estrellas de masa intermedia Agujero negro (Entre 100 a 1000 masas solares). NASA Telescopio espacial James WebbLa alta resolución y la sensibilidad infrarroja podrían eventualmente usarse para descubrir que Finch explotó dentro de un cúmulo globular de estrellas en el halo exterior de una de las dos galaxias cercanas. Un cúmulo de estrellas globulares es el lugar más probable para encontrar un agujero negro de masa intermedia.

Para explicar la ubicación inusual de Finch, los investigadores están considerando la posibilidad de que sea el resultado de una colisión entre dos estrellas de neutrones, que viajan mucho más allá de su galaxia anfitriona y se han estado dirigiendo una hacia la otra durante miles de millones de años. Estas colisiones producen una kilonova, una explosión 1.000 veces más potente que una supernova estándar. Sin embargo, existe una teoría especulativa de que si una de las estrellas de neutrones estuviera altamente magnetizada (un magnetar), podría amplificar enormemente la fuerza de la explosión hasta 100 veces el brillo de una supernova normal.

«Este descubrimiento plantea muchas más preguntas de las que responde», dijo Krems. «Se necesita más trabajo para descubrir cuál de las varias explicaciones posibles es la correcta».

Debido a que los transitorios astronómicos pueden aparecer en cualquier lugar y en cualquier momento, y son relativamente transitorios en términos astronómicos, los investigadores dependen de estudios a gran escala que pueden monitorear continuamente grandes áreas del cielo para detectarlos y alertar a otros observatorios como el Hubble para que realicen un seguimiento. Notas.

Los investigadores dicen que se necesita una muestra más grande para comprender mejor este fenómeno. Los próximos telescopios para estudiar todo el cielo, como el Observatorio Terrestre Vera C. Rubin, podrían detectar aún más, dependiendo de la astrofísica básica.

Referencia: “AT2023fhn (El gorrión): un transitorio óptico azul brillante y rápido a una gran distancia de su galaxia anfitriona” por AA Chrimes, PG Jonker, AJ Levan, DL Coppejans, N. Gaspari, BP Gompertz, PJ Groot, DB Malesani , A. Mummery, E.R. Stanway y K. Wiersema, aceptado, Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
arXiv:2307.01771v2

El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la Agencia Espacial Europea. El Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, opera el telescopio. El Instituto Científico del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo operaciones científicas en Hubble y Webb. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, en Washington, DC

El equipo internacional de astrónomos que participa en este estudio está formado por AA Chrimes (Universidad de Radboud, Países Bajos), PG Jonker (Universidad de Radboud e Instituto Holandés de Investigación Espacial, Países Bajos), AJ Levan (Universidad de Radboud, Países Bajos); Universidad de WarwickReino Unido), D. L. Coppejans (Universidad de Warwick, Reino Unido), N. Gaspari (Universidad de Radboud, Países Bajos), B. P. Gompertz (Universidad de Birmingham, Reino Unido), P. J. Groot (Universidad de Radboud, Países Bajos; Universidad de Ciudad del Cabo y Observatorio Astronómico Sudafricano, Sudáfrica), D. B. Malesani (Universidad de Radboud, Países Bajos; Cosmic Dawn Center (DAWN) y Universidad de Copenhague, Dinamarca), A . Mummery (Oxford Astrophysics, Reino Unido), R. Stanway (Universidad de Warwick, Reino Unido) y K. Wiersema (Universidad de Hertfordshire, Reino Unido).