Concepto artístico de FBOT. Crédito: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF
Los científicos del Centro Nacional de Radiastofísica del Instituto Tata de Investigación Fundamental (NCRA-TIFR) de Pune utilizaron el radiotelescopio gigante de ondas métricas (uGMRT) para determinar que la vaca AT 2018, la primera de una clase de explosiones cósmicas recientemente descubierta, es un entorno excepcionalmente heterogéneo. Fuentes como AT 2018 Bovine liberan una enorme cantidad de energía pero, sin embargo, se descomponen muy rápidamente. Esto, junto con su color extremadamente azul, los llevó a ser apodados FBOT (Fast Blue Optical Transient). Esta es la primera evidencia observacional de una emisión heterogénea de FBOT. Los orígenes de FBOT todavía están en discusión, pero los modelos propuestos incluyen la explosión de una estrella masiva, una colisión de una estrella de neutrones y una estrella en crecimiento, una fusión de dos enanas blancas, etc.
Los FBOT son difíciles de encontrar ya que aparecen y desaparecen en el cielo muy rápidamente. Sin embargo, varios de ellos se han descubierto en los últimos años gracias a investigaciones recientes que escanean el cielo casi a diario. Los FBOT, que también emiten por radio, son doblemente raros, pero son especialmente interesantes porque las observaciones de radio ayudan a determinar las propiedades ambientales de estas explosiones y sus antepasados.
FBOT AT2018cow fue descubierto el 16 de junio de 2018. A unos 215 millones de años luz de distancia, la vaca era más brillante que las supernovas normales. Profe. Poonam Chandra (NCRA-TIFR) y el Dr. AJ Nayana (ex estudiante de doctorado Prof. Poonam Chandra) realizaron observaciones de radio AT 2018cow con uGMRT para determinar las propiedades de su entorno extendido y región de emisión. “Nuestro estudio se ha beneficiado enormemente de las capacidades únicas de baja frecuencia de uGMRT. Las observaciones de las vacas uGMRT jugaron un papel único en encontrar la densidad no uniforme alrededor de esta explosión ”, dice Nayana. Añadió: “Nuestro trabajo proporciona la primera evidencia observacional de emisiones heterogéneas de FBOT. La densidad del material alrededor de esta explosión se reduce drásticamente en aproximadamente 0,1 años luz desde el estado de transición. Esto indica que la estrella ancestral AT2018cow estaba perdiendo masa mucho más rápido. al final de la vida “.
Las líneas verdes y rojas continuas / discontinuas representan diferentes modelos teóricos. El punto de pivote de esta curva de brillo permitió determinar la velocidad del material de la explosión, la intensidad del campo magnético y la densidad del entorno a varias distancias del centro de la explosión. Crédito: AJ Nayana y Poonam Chandra
En 2018cow, también es inusual porque se ha visto en la radio durante mucho tiempo. Cuanto más tiempo pueda observar la emisión posterior a la explosión, más lejos viajó el material que fue expulsado durante la explosión. Esto le permite estudiar el entorno de origen a gran escala. Dr. AJ Nayana y prof. Poonam Chandra observó a la vaca con uGMRT durante ~ 2 años para comprender sus propiedades. “Este es el primer FBOT visto en tanto tiempo a bajas frecuencias de radio, y los datos de uGMRT han proporcionado información clave sobre este entorno de transición”, dijo Nayana. Poonam Chandra explica: “Ésta es la belleza de la observación por radio de baja frecuencia. Los rastros del sistema progenitor se pueden rastrear mucho antes de que explote. Curiosamente, el material de la explosión viaja a una velocidad superior al 20% de la velocidad de la luz incluso después de ~ 257 días después de la explosión, sin disminuir la velocidad “.
La imagen dentro de la caja es AT2018cow. Crédito: AJ Nayana y Poonam Chandra
Si bien los orígenes de los FBOT aún se debaten, las observaciones de radio detalladas pueden proporcionar pistas sobre varios parámetros físicos de estos eventos, como la velocidad del material que resultó de la explosión, la fuerza del campo magnético, la velocidad a la que el sistema progenitor arroja su masa antes de explotar, etc. Las observaciones de la “vaca” uGMRT sugieren que el ancestro explotó de su material ~ 100 veces más rápido en los años cercanos al final de su vida en comparación con ~ 23 años antes de la explosión. Además, AT2018cow mostró heterogeneidad en la región emisora de radio, mientras que los otros dos FBOT con brillo de radio no mostraron estas propiedades, lo que hace que la “vaca” sea única en el grupo. “La observación de más FBOT con uGMRT proporcionará información sobre sus entornos y antepasados para desarrollar una imagen completa de las propiedades de estos intrigantes transitorios”. Dice Nayana.
El GMRT es un conjunto de 30 antenas de 45 metros repartidas en un área de 25 km2 en el pueblo de Khodad en Narayangaon, India, construido y operado por NCRA-TIFR en Pune. Actualmente es uno de los radiotelescopios de baja frecuencia más sensibles del mundo.
El artículo apareció en la edición. Cartas de revistas astrofísicas.
Proporcionado por el Instituto Tata de Investigación Fundamental