Una strana esplosione in un luogo inaspettato

Questa è la concezione artistica di una delle esplosioni più luminose mai viste nello spazio. Chiamato Luminous Fast Blue Optical Transient (LFBOT), brilla intensamente nella luce blu e si sviluppa rapidamente, raggiungendo il picco di luminosità e svanendo di nuovo in pochi giorni, a differenza delle supernove che impiegano settimane o mesi per attenuarsi. Dal 2018 sono stati scoperti solo pochi LFBOT precedenti. Si verificano tutti all’interno delle galassie in cui nascono le stelle. Ma questa illustrazione mostra che Hubble ha scoperto che il flash LFBOT osservato nel 2023 è avvenuto a livello intergalattico. Ciò non fa altro che esacerbare il mistero di cosa siano questi eventi fugaci. Poiché gli astronomi non conoscono il processo di base dietro gli LFBOT, l’esplosione mostrata qui è puramente speculativa basata su alcuni fenomeni transitori noti. Credito immagine: NASA, ESA, NOIRLab di NSF, Mark Garlick, Mehdi Zamani

Rilevamento di esplosioni di luce estremamente brillante tra le galassie

Una notte limpida e stellata è ingannevolmente tranquilla per gli skywatcher da cortile. In effetti, il cielo è in fiamme di cose che esplodono nella notte, come le macchine fotografiche dei fotografi che sparano. La maggior parte di questi lampi sono esplosioni o collisioni stellari. Sono così deboli che possono essere catturati solo dagli occhi infiniti dei telescopi che monitorano costantemente il cielo notturno per tali transitori.

Tra i più rari di questi eventi cosmici casuali c’è una piccola classe chiamata Transitori ottici luminosi blu veloci (LFBOT). Brillano intensamente nella luce blu e si evolvono rapidamente, raggiungendo il picco di luminosità e svanendo di nuovo in pochi giorni, a differenza delle supernove che impiegano settimane o mesi per affievolirsi.

Il primo LFBOT è stato trovato nel 2018. Oggi vengono catturati una volta all’anno e quindi se ne conoscono solo pochi. Esistono diverse teorie dietro le cause delle potenti esplosioni. Ma è arrivato Hubble e ha reso questo fenomeno ancora più misterioso.

Un LFBOT è apparso nel 2023 in un luogo che nessuno si aspettava, lontano tra due galassie. Solo Hubble può individuare con precisione la sua sorprendente posizione. Se il sapore molto forte di una supernova causasse LFBOT, questi dovrebbero esplodere nei bracci a spirale delle galassie dove avviene la nascita delle stelle. Le massicce stelle appena nate non vivono dietro le supernove abbastanza a lungo da vagare oltre i loro territori di nidificazione all’interno della galassia.

Gli astronomi concordano sul fatto che è necessario scoprire più LFBOT in modo che i teorici possano caratterizzare meglio gli ammassi di questi sfuggenti eventi transitori.

Immagine del telescopio spaziale Hubble di un transitorio ottico blu luminoso veloce (LFBOT) identificato come AT2023fhn, contrassegnato da indicatori. Brilla intensamente nella luce blu e si evolve rapidamente, raggiungendo il picco di luminosità e svanendo di nuovo in pochi giorni, a differenza delle supernove che impiegano settimane o mesi per affievolirsi. Dal 2018 sono stati scoperti solo pochi LFBOT precedenti. La sorpresa è che quest’ultimo transito, osservato nel 2023, si trova ad uno scostamento significativo sia dalla galassia a spirale barrata a destra che dalla galassia nana in alto a sinistra. Solo Hubble può determinarne la posizione. I risultati lasciano gli astronomi ancora più perplessi perché tutti i precedenti LFBOT sono stati trovati in regioni di formazione stellare nei bracci a spirale delle galassie. Non è chiaro quale evento astronomico potrebbe innescare una tale esplosione extragalattica. Credito immagine: NASA, ESA, STScI, Ashley Chrimes (ESA-ESTEC/Radboud University)

Il telescopio spaziale Hubble della NASA rileva una strana esplosione in un luogo inaspettato

Un’esplosione molto rara e strana di luce insolitamente brillante nell’universo è diventata ancora più strana, grazie all’Occhio d’Aquila NASA‘S Telescopio spaziale Hubble.

Il fenomeno, chiamato Luminous Fast Blue Optical Transient (LFBOT), è apparso sulla scena dove non ci si aspettava di trovarlo, lontano da qualsiasi galassia ospite. Solo Hubble può determinarne la posizione. I risultati lasciano gli astronomi ancora più perplessi. Prima di tutto, non sanno cosa sono gli LFBOT. I risultati di Hubble suggeriscono che ne sanno di meno escludendo alcune potenziali teorie.

Gli LFBOT sono tra gli eventi di luce visibile più luminosi conosciuti nell’universo, esplodono in modo inaspettato come le luci di una fotocamera. Ne sono stati trovati solo una manciata Dalla prima scoperta nel 2018 – Un evento situato a circa 200 milioni di anni luce di distanza, soprannominato “La Mucca”. Attualmente gli LFBOT vengono presentati una volta all’anno.

Risultati e osservazioni recenti

Dopo la sua scoperta iniziale, l’ultimo LFBOT è stato osservato da più telescopi attraverso lo spettro elettromagnetico, dai raggi X alle onde radio. L’evento temporaneo designato AT2023fhn e soprannominato “The Finch” ha messo in mostra tutti i tratti distintivi di LFBOT. Brillava intensamente nella luce blu e si evolveva rapidamente, raggiungendo il picco di luminosità e svanendo di nuovo in pochi giorni, a differenza delle supernovae, che impiegano settimane o mesi per affievolirsi.

Ma a differenza di qualsiasi altro LFBOT visto prima, Hubble ha scoperto che Finch si trova tra due galassie vicine: a circa 50.000 anni luce da una galassia a spirale vicina e a circa 15.000 anni luce da una galassia più piccola.

L’immagine intitolata “AT2023fhn HST WFC3/UVIS” con chiave colorata, barra della scala e frecce della bussola mostra tre galassie sullo sfondo vellutato dello spazio nero. La più grande è la galassia a spirale bianco-blu al centro dell’immagine. Due piccole galassie sono macchie bianche verso sinistra. C’è una strana macchia bianca con indicatori rossi vicino alla parte superiore dell’immagine, che è un bagliore luminoso proveniente da un oggetto sconosciuto che è esploso, ma non è associato ad alcuna galassia. Credito immagine: NASA, ESA, STScI, Ashley Chrimes (ESA-ESTEC/Radboud University)

“Le osservazioni di Hubble sono state davvero cruciali. Ci hanno fatto capire che questo era insolito rispetto ad altre cose simili, perché senza i dati di Hubble non lo avremmo saputo”, ha detto Ashley Krems, autrice principale dell’articolo di Hubble che ha pubblicato l’osservazione. scoperta in un prossimo numero della rivista Hubble. Avvisi mensili della Royal Astronomical Society (MNRAS). È anche a Agenzia spaziale europea Ricercatore, precedentemente presso l’Università Radboud, Nijmegen, Paesi Bassi.

Mentre si presume che queste massicce esplosioni siano un raro tipo di supernova chiamata supernova da collasso, le stelle giganti che diventano supernova hanno vita breve rispetto agli standard stellari. Pertanto, le stelle progenitrici massicce non hanno abbastanza tempo per viaggiare lontano dal loro luogo di nascita – un gruppo di stelle appena nate – prima di esplodere. Tutti i precedenti LFBOT sono stati trovati nei bracci a spirale delle galassie in cui avviene la nascita delle stelle, ma Finch non è presente in nessuna galassia.

“Più impariamo sugli LFBOT, più ci sorprendono”, afferma Krems. “Abbiamo ora dimostrato che gli LFBOT possono verificarsi a grande distanza dal centro della galassia più vicina, e la posizione di Finch non è quella che ci aspetteremmo per qualsiasi tipo di supernova”.

Primi avvisi e ulteriori conferme

La Zwicky Transient Facility, una telecamera ultra grandangolare con base a terra che scansiona l’intero cielo settentrionale ogni due giorni, ha avvisato per la prima volta gli astronomi di Finch il 10 aprile 2023. Una volta individuato, i ricercatori hanno lanciato un programma pre-pianificato per Finch . Note che erano all’erta, pronte a rivolgere rapidamente la loro attenzione a qualsiasi potenziale candidato LFBOT che potesse emergere.

Misurazioni spettroscopiche effettuate con il telescopio Gemini South in Cile hanno rilevato che il cardellino ha una temperatura torrida di 36.000 gradi. F. I Gemelli hanno anche contribuito a determinare la sua distanza dalla Terra in modo da poterne calcolare la luminosità. Combinati con i dati di altri osservatori, tra cui l’Osservatorio a raggi X Chandra della NASA e i radiotelescopi Very Large Array della National Science Foundation, questi risultati hanno confermato che l’esplosione era effettivamente un LFBOT.

Possibili spiegazioni e ricerche future

Una teoria suggerisce che gli LFBOT potrebbero derivare dall’essere divorati da stelle di massa intermedia Buco nero (Tra 100 e 1000 masse solari). NASA Telescopio spaziale James WebbL’alta risoluzione e la sensibilità agli infrarossi potrebbero eventualmente essere utilizzate per scoprire che Finch è esploso all’interno di un ammasso stellare globulare nell’alone esterno di una delle due galassie vicine. Un ammasso globulare è il luogo più probabile per trovare un buco nero di massa intermedia.

Per spiegare la posizione insolita di Finch, i ricercatori stanno considerando la possibilità che sia il risultato di una collisione tra due stelle di neutroni, che viaggiano ben oltre la loro galassia ospite e si dirigono l’una verso l’altra da miliardi di anni. Tali collisioni producono una kilonova, un’esplosione 1.000 volte più potente di una supernova standard. Tuttavia, esiste una teoria speculativa secondo cui se una delle stelle di neutroni fosse altamente magnetizzata – una magnetar – potrebbe amplificare notevolmente la forza dell’esplosione fino a 100 volte la luminosità di una normale supernova.

“Questa scoperta solleva molte più domande che risposte”, ha detto Krems. “È necessario ulteriore lavoro per scoprire quale delle diverse possibili spiegazioni è corretta.”

Poiché i transitori astronomici possono apparire ovunque e in qualsiasi momento, e sono relativamente transitori in termini astronomici, i ricercatori si affidano a rilievi su larga scala in grado di monitorare continuamente vaste aree del cielo per rilevarli e avvisare altri osservatori come Hubble di seguirli. Appunti.

I ricercatori affermano che è necessario un campione più ampio per comprendere meglio questo fenomeno. I prossimi telescopi che osserveranno l’intero cielo, come l’Osservatorio della Terra Vera C. Rubin, potrebbero essere in grado di rilevarne ancora di più, a seconda dell’astrofisica di base.

Riferimento: “AT2023fhn (The Sparrow): un transitorio ottico blu veloce e luminoso con un ampio offset dalla sua galassia ospite” di AA Chrimes, PG Jonker, AJ Levan, DL Coppejans, N. Gaspari, BP Gompertz, PJ Groot, DB Malesani , A. Mummery, ER Stanway e K. Wiersema, accettato, Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.
arXiv:2307.01771v2

Il telescopio spaziale Hubble è un progetto di cooperazione internazionale tra la NASA e l’Agenzia spaziale europea. Il telescopio è gestito dal Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. Lo Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimora, nel Maryland, conduce operazioni scientifiche su Hubble e Webb. STScI è gestito per la NASA dall’Association of Universities for Research in Astronomy, a Washington, DC

Il team internazionale di astronomi coinvolto in questo studio è composto da AA Chrimes (Radboud University, Paesi Bassi), PG Jonker (Radboud University e Istituto olandese per la ricerca spaziale, Paesi Bassi), AJ Levan (Radboud University, Paesi Bassi); Università di WarwickRegno Unito), D. L. Coppejans (Università di Warwick, Regno Unito), N. Gaspari (Radboud University, Paesi Bassi), B. P. Gompertz (Università di Birmingham, Regno Unito), P. J. Groot (Radboud University, Paesi Bassi; Università di Cape Town e South African Astronomical Observatory, Sud Africa), D. B. Malesani (Radboud University, Paesi Bassi; Cosmic Dawn Center (DAWN) e Università di Copenhagen, Danimarca), A . Mummery (Astrofisica di Oxford, Regno Unito), R. Stanway (Università di Warwick, Regno Unito) e K. Wiersema (Università dell’Hertfordshire, Regno Unito).