Una extraña explosión en un lugar inesperado

Explosiones de luz extraordinariamente brillantes encontradas entre galaxias

Una noche clara y estrellada es engañosamente tranquila para los observadores del cielo en el patio trasero. De hecho, el cielo está en llamas con cosas que explotan por la noche, como los flashes de los paparazzi explotando. La mayoría de estos destellos son explosiones o colisiones estelares. Son tan débiles que sólo pueden ser captados por el ojo fijo de los telescopios que monitorean continuamente 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 Luminosos Azules Rápidos (LFBOT). Brillan intensamente en luz azul y evolucionan rápidamente, alcanzando su brillo máximo y desvaneciéndose nuevamente al cabo de unos días, a diferencia de las supernovas que tardan semanas o meses en desvanecerse.

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

Un LFBOT apareció en 2023 en un lugar donde nadie esperaba que estuviera, muy lejos entre dos galaxias. Sólo el Hubble pudo determinar exactamente su sorprendente ubicación. Si una serie de supernovas extraordinariamente poderosas causaran LFBOT, explotarían en los brazos espirales de las galaxias donde se está produciendo el nacimiento de estrellas. Las estrellas masivas recién nacidas detrás de las supernovas no viven lo suficiente como para vagar más allá de su territorio de anidación dentro de una galaxia.

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

Una imagen del Telescopio Espacial Hubble de un transitorio óptico brillante azul rápido (LFBOT) designado AT2023fhn, indicado por punteros. Brilla intensamente en luz azul y evoluciona rápidamente, alcanzando su brillo máximo y desvaneciéndose nuevamente en unos pocos días, a diferencia de las supernovas que tardan semanas o meses en desvanecerse. Desde 2018, solo se han descubierto unos pocos LFBOT anteriores. La sorpresa es que este último transitorio, observado en 2023, se encuentra a una gran desviación tanto de la galaxia espiral barrada de la derecha como de la galaxia enana de la parte superior izquierda. Sólo el Hubble pudo determinar su ubicación. Y los resultados dejan a los astrónomos aún más confundidos 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 desencadenaría tal explosión fuera de la galaxia. Créditos: NASA, ESA, STScI, Ashley Chrimes (ESA-ESTEC/Universidad de Radboud)

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

Un muy raro y extraño estallido de luz extraordinariamente brillante en el universo acaba de volverse más extraño gracias al ojo de águila de NASA‘S telescopio espacial Hubble.

El fenómeno, llamado transitorio óptico azul rápido brillante (LFBOT), apareció en una escena donde no se esperaba que fuera encontrado, lejos de cualquier galaxia anfitriona. Sólo el Hubble pudo determinar su ubicación. Y los resultados dejan a los astrónomos aún más confundidos. Para empezar, no saben qué son los LFBOT. Los resultados de Hubble sugieren que saben aún menos, descartando algunas teorías posibles.

Los LFBOT se encuentran entre los eventos de luz visible más brillantes conocidos en el universo: se disparan inesperadamente como flashes de cámaras. Sólo se han encontrado un puñado desde que se descubrió por primera vez en 2018 – un evento ubicado a unos 200 millones de años luz de distancia que fue apodado “la Vaca”. Actualmente, los LFBOT se detectan una vez al año.

Resultados y observaciones recientes

Después de su detección inicial, el último LFBOT fue observado por múltiples telescopios en todo el espectro electromagnético, desde rayos X hasta ondas de radio. Designado AT2023fhn y apodado «el Pinzón», el evento transitorio mostró todas las características reveladoras de un LFBOT. Brillaba intensamente en luz azul y evolucionó rápidamente, alcanzando su brillo máximo y desvaneciéndose nuevamente a los pocos días, a diferencia de las supernovas, que tardan semanas o meses en desvanecerse.

Pero a diferencia de cualquier LFBOT visto antes, Hubble descubrió que Finch se encuentra entre dos galaxias cercanas: 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 sobre el fondo negro aterciopelado del espacio. La más grande es la galaxia azul y blanca con forma de espiral en el centro de la imagen. Dos galaxias más pequeñas son manchas blanquecinas hacia la izquierda. Una curiosa mancha blanca con punteros rojos cerca de la parte superior de la imagen es el brillo brillante de un objeto desconocido que ha explotado, pero que no está asociado con ninguna de las galaxias. Créditos: 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 otros similares, porque sin los datos del Hubble no lo habríamos sabido”, dijo Ashley Chrimes, autora principal del artículo del Hubble que informa sobre el descubrimiento en un próximo número de la revista. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society (MNRAS). También es un Agencia Espacial Europea Investigador, antigua Universidad de Radboud, Nijmegen, Países Bajos.

Si bien se presume que estas impresionantes explosiones son un tipo raro de supernova llamada supernova de colapso del núcleo, 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 de viajar muy lejos de su lugar de nacimiento (un cúmulo de estrellas recién nacidas) antes de explotar. Todos los LFBOT anteriores se han encontrado en los brazos espirales de galaxias con formación de estrellas, pero Finch no se encuentra en ninguna galaxia.

«Cuanto más aprendemos sobre los LFBOT, más nos sorprenden», dijo Chrimes. «Ahora hemos demostrado que los LFBOT pueden ocurrir muy lejos del centro de la galaxia más cercana, y la ubicación de Finch no es la que esperamos para ningún tipo de supernova».

Primeras advertencias y más confirmaciones

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 la presencia del pinzón el 10 de abril de 2023. Una vez detectado, los investigadores comenzaron unas observaciones planificadas previamente que habían estado esperando, listos para dirigir rápidamente su atención a cualquier candidato potencial de LFBOT que surgiera.

Las mediciones espectroscópicas tomadas con el telescopio Gemini Sur en Chile encontraron que el pinzón tiene una temperatura abrasadora de 36.000 grados. Fahrenheit. Gemini también ayudó a determinar su distancia a la Tierra para poder calcular su brillo. Junto con los datos de otros observatorios, incluido el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y los radiotelescopios terrestres 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 propone que los LFBOT pueden resultar de estrellas devoradas por masa intermedia. agujero negro (entre 100 y 1.000 masas solares). Los de la 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 donde se podría encontrar un agujero negro de masa intermedia.

Para explicar la posición inusual de Finch, los investigadores están considerando la posibilidad de que sea el resultado de una colisión de dos estrellas de neutrones, que viajan muy lejos de su galaxia anfitriona, girando en espiral 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, una teoría muy especulativa es que si una de las estrellas de neutrones estuviera altamente magnetizada (un magnetar), podría amplificar enormemente el poder de la explosión hasta 100 veces el brillo de una supernova normal.

«El descubrimiento plantea muchas más preguntas de las que responde», dijo Chrimes. «Se necesita más trabajo para comprender cuál de las muchas explicaciones posibles es la correcta».

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

Según los investigadores, se necesita una muestra más grande para lograr una mejor comprensión del fenómeno. Los próximos telescopios de rastreo de todo el cielo, como el Observatorio terrestre Vera C. Rubin, pueden detectar más, dependiendo de la astrofísica subyacente.

Referencia: “AT2023fhn (el pinzón): un transitorio óptico azul brillante 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, aceptados, 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 ESA. 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 con Hubble y Webb. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, en Washington, D.C.

El equipo internacional de astrónomos involucrados 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), DL Coppejans (Universidad de Warwick, Reino Unido), N. Gaspari (Universidad de Radboud, Países Bajos), BP Gompertz (Universidad de BirminghamReino Unido), PJ Groot (Universidad de Radboud, Países Bajos; Universidad de Ciudad del Cabo y Observatorio Astronómico Sudafricano, Sudáfrica), DB Malesani (Universidad de Radboud, Países Bajos; Centro Cosmic Dawn (DAWN) y Universidad de Copenhague, Dinamarca), A. Mummery (Oxford Astrophysics, Reino Unido), ER Stanway (Universidad de Warwick, Reino Unido) y K. Wiersema (Universidad de Hertfordshire, Reino Unido).