Ledakan aneh di tempat yang tidak terduga

Mendeteksi ledakan cahaya yang sangat terang antar galaksi

Malam yang cerah dan berbintang tampak sepi bagi para pengamat langit di halaman belakang. Faktanya, langit dipenuhi dengan benda-benda yang meledak di malam hari, seperti kamera fotografer yang memotret. Sebagian besar kilatan cahaya ini merupakan ledakan atau tabrakan bintang. Mereka sangat redup sehingga hanya dapat ditangkap oleh teleskop tak berujung yang terus-menerus memantau langit malam untuk mengetahui keadaan sementara tersebut.

Di antara peristiwa kosmik acak yang paling langka ini terdapat kelas kecil yang disebut Luminous Fast Blue Optical Transients (LFBOTs). Mereka bersinar sangat terang dalam cahaya biru dan berevolusi dengan cepat, mencapai kecerahan puncak dan memudar lagi dalam beberapa hari, tidak seperti supernova yang membutuhkan waktu berminggu-minggu atau berbulan-bulan untuk meredup.

LFBOT pertama ditemukan pada tahun 2018. Saat ini, LFBOT ditangkap setahun sekali, sehingga hanya sedikit yang diketahui. Ada beberapa teori di balik penyebab ledakan dahsyat. Namun Hubble datang dan membuat fenomena ini semakin misterius.

Salah satu LFBOT muncul pada tahun 2023 di tempat yang tidak diduga oleh siapa pun, jauh di antara dua galaksi. Hanya Hubble yang dapat menentukan lokasi mengejutkan tersebut dengan tepat. Jika rasa supernova yang sangat kuat menyebabkan LFBOT, maka LFBOT akan meledak di lengan spiral galaksi tempat terjadinya kelahiran bintang. Bintang-bintang masif yang baru lahir tidak hidup cukup lama di balik supernova untuk berkelana melampaui tempat bersarangnya di dalam galaksi.

Para astronom sepakat bahwa lebih banyak LFBOT perlu ditemukan sehingga para ahli teori dapat mengkarakterisasi dengan lebih baik kelompok peristiwa-peristiwa sementara yang sulit dipahami ini.

Gambar Teleskop Luar Angkasa Hubble dari transien optik biru bercahaya cepat (LFBOT) yang diidentifikasi sebagai AT2023fhn, ditandai dengan indikator. Ia bersinar sangat terang dalam cahaya biru dan berevolusi dengan cepat, mencapai kecerahan puncaknya dan memudar lagi dalam beberapa hari, tidak seperti supernova yang membutuhkan waktu berminggu-minggu atau berbulan-bulan untuk meredup. Hanya beberapa LFBOT sebelumnya yang telah ditemukan sejak tahun 2018. Yang mengejutkan adalah transit terbaru ini, yang terlihat pada tahun 2023, terletak pada jarak yang signifikan dari galaksi spiral berbatang di sebelah kanan dan galaksi katai di kiri atas. Hanya Hubble yang dapat menentukan lokasinya. Hasilnya semakin membingungkan para astronom karena semua LFBOT sebelumnya ditemukan di daerah pembentuk bintang di lengan spiral galaksi. Tidak jelas peristiwa astronomi apa yang mungkin memicu ledakan ekstragalaksi tersebut. Kredit gambar: NASA, ESA, STScI, Ashley Chrimes (ESA-ESTEC/Universitas Radboud)

Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA menemukan ledakan aneh di tempat yang tidak terduga

Semburan cahaya terang yang sangat langka dan aneh di alam semesta kini menjadi semakin aneh – berkat Mata Elang NASA‘S Teleskop Luar Angkasa Hubble.

Fenomena yang disebut Luminous Fast Blue Optical Transient (LFBOT) ini muncul di tempat yang tidak diperkirakan akan ditemukan, jauh dari galaksi induk mana pun. Hanya Hubble yang dapat menentukan lokasinya. Hasilnya membuat para astronom semakin bingung. Pertama-tama, mereka tidak mengetahui apa itu LFBOT. Hasil Hubble menunjukkan bahwa mereka hanya mengetahui lebih sedikit dengan mengesampingkan beberapa teori potensial.

LFBOT adalah salah satu peristiwa cahaya tampak paling terang di alam semesta, yang meledak secara tak terduga seperti cahaya kamera. Hanya segelintir saja yang ditemukan Sejak penemuan pertama pada tahun 2018 – Sebuah peristiwa yang terletak sekitar 200 juta tahun cahaya jauhnya, dijuluki “Sapi”. Saat ini, LFBOT diluncurkan setahun sekali.

Hasil dan observasi terkini

Setelah penemuan awalnya, LFBOT terbaru diamati oleh beberapa teleskop di seluruh spektrum elektromagnetik, mulai dari sinar-X hingga gelombang radio. Acara sementara yang diberi nama AT2023fhn dan dijuluki “The Finch” memamerkan semua keunggulan LFBOT. Ia bersinar sangat terang dalam cahaya biru dan berevolusi dengan cepat, mencapai kecerahan puncak dan memudar lagi dalam beberapa hari, tidak seperti supernova, yang membutuhkan waktu berminggu-minggu atau berbulan-bulan untuk meredup.

Namun tidak seperti LFBOT lain yang terlihat sebelumnya, Hubble menemukan bahwa Finch terletak di antara dua galaksi yang bertetangga – sekitar 50.000 tahun cahaya dari galaksi spiral terdekat dan sekitar 15.000 tahun cahaya dari galaksi yang lebih kecil.

Gambar berjudul “AT2023fhn HST WFC3/UVIS” dengan tombol warna, bilah skala, dan panah kompas menunjukkan tiga galaksi dengan latar belakang ruang angkasa berwarna hitam beludru. Yang terbesar adalah galaksi spiral biru-putih di tengah gambar. Dua galaksi kecil berbentuk titik putih di sebelah kiri. Terdapat titik putih aneh dengan indikator merah di dekat bagian atas gambar, yang merupakan cahaya terang dari objek tak dikenal yang meledak, namun tidak terkait dengan galaksi mana pun. Kredit gambar: NASA, ESA, STScI, Ashley Chrimes (ESA-ESTEC/Universitas Radboud)

“Pengamatan Hubble adalah hal yang sangat penting. Mereka menyadarkan kami bahwa hal ini tidak biasa dibandingkan dengan hal serupa lainnya, karena tanpa data Hubble kami tidak akan mengetahuinya,” kata Ashley Krems, penulis utama makalah Hubble yang menerbitkan laporan tersebut. penemuan dalam edisi mendatang jurnal Hubble. . Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society (MNRAS). Dia juga seorang Badan Antariksa Eropa Research Fellow, sebelumnya di Radboud University, Nijmegen, Belanda.

Meskipun ledakan dahsyat ini dianggap sebagai jenis supernova langka yang disebut supernova runtuh, bintang-bintang raksasa yang menjadi supernova berumur pendek menurut standar bintang. Oleh karena itu, bintang nenek moyang masif tidak memiliki cukup waktu untuk melakukan perjalanan jauh dari tempat kelahirannya – sekelompok bintang yang baru lahir – sebelum meledak. Semua LFBOT sebelumnya telah ditemukan di lengan spiral galaksi tempat terjadinya kelahiran bintang, namun Finch tidak ditemukan di galaksi mana pun.

“Semakin banyak yang kami pelajari tentang LFBOT, semakin mengejutkan kami,” kata Krems. “Kami sekarang telah menunjukkan bahwa LFBOT dapat terjadi pada jarak yang jauh dari pusat galaksi terdekat, dan lokasi Finch tidak seperti yang kita harapkan untuk supernova jenis apa pun.”

Peringatan awal dan konfirmasi tambahan

Zwicky Transient Facility – kamera sudut ultra lebar berbasis darat yang memindai seluruh langit utara setiap dua hari – pertama kali memberi tahu para astronom tentang Finch pada 10 April 2023. Setelah terlihat, para peneliti meluncurkan program yang telah direncanakan sebelumnya untuk Finch . Catatan yang ada di ujung jari mereka, siap untuk segera mengalihkan perhatian mereka ke calon LFBOT potensial yang mungkin muncul.

Pengukuran spektroskopi yang dilakukan dengan teleskop Gemini South di Chili menemukan bahwa burung goldfinch memiliki suhu terik 36.000 derajat. F. Gemini juga membantu menentukan jaraknya dari Bumi sehingga luminositasnya dapat dihitung. Dikombinasikan dengan data dari observatorium lain termasuk Chandra X-ray Observatory milik NASA dan Very Large Array Radio Telescopes milik National Science Foundation, hasil ini menegaskan bahwa ledakan tersebut memang merupakan LFBOT.

Penjelasan yang mungkin dan penelitian di masa depan

Sebuah teori menyatakan bahwa LFBOT mungkin disebabkan oleh dimakannya bintang-bintang bermassa menengah Lubang hitam (Antara 100 hingga 1000 massa matahari). NASA Teleskop Luar Angkasa James WebbResolusi tinggi dan sensitivitas inframerah pada akhirnya dapat digunakan untuk menemukan bahwa Finch meledak di dalam gugus bintang globular di lingkaran luar salah satu dari dua galaksi terdekat. Gugus bintang globular adalah tempat yang paling mungkin untuk menemukan lubang hitam bermassa menengah.

Untuk menjelaskan lokasi Finch yang tidak biasa, para peneliti mempertimbangkan kemungkinan bahwa itu adalah hasil dari tabrakan antara dua bintang neutron, yang bergerak jauh melampaui galaksi induknya, dan telah bergerak menuju satu sama lain selama miliaran tahun. Tabrakan semacam itu menghasilkan kilonova, ledakan yang 1.000 kali lebih dahsyat dibandingkan supernova standar. Namun, ada teori spekulatif bahwa jika salah satu bintang neutron memiliki magnet yang tinggi – magnetar – maka kekuatan ledakannya bisa sangat besar hingga 100 kali kecerahan supernova normal.

“Penemuan ini menimbulkan lebih banyak pertanyaan daripada jawaban,” kata Krems. “Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengetahui mana dari beberapa kemungkinan penjelasan yang benar.”

Karena transien astronomi dapat muncul di mana saja dan kapan saja, dan relatif bersifat sementara dalam istilah astronomi, para peneliti mengandalkan survei skala besar yang dapat terus memantau area luas di langit untuk mendeteksinya dan memperingatkan observatorium lain seperti Hubble untuk menindaklanjutinya. Catatan.

Para peneliti mengatakan diperlukan sampel yang lebih besar untuk lebih memahami fenomena ini. Teleskop yang akan datang untuk mensurvei seluruh langit, seperti Observatorium Bumi Vera C. Rubin, mungkin dapat mendeteksi lebih banyak lagi, bergantung pada astrofisika dasar.

Referensi: “AT2023fhn (The Sparrow): Transien optik cepat berwarna biru terang dengan jarak yang jauh dari galaksi induknya” oleh AA Chrimes, PG Jonker, AJ Levan, DL Coppejans, N. Gaspari, BP Gompertz, PJ Groot, DB Malesani , A. Mummery, ER Stanway dan K. Wiersema, diterima, Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society.
arXiv:2307.01771v2

Teleskop Luar Angkasa Hubble merupakan proyek kerjasama internasional antara NASA dan Badan Antariksa Eropa. Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland, mengoperasikan teleskop tersebut. Institut Sains Teleskop Luar Angkasa (STScI) di Baltimore, Maryland, melakukan operasi sains di Hubble dan Webb. STScI dioperasikan untuk NASA oleh Asosiasi Universitas untuk Penelitian Astronomi, di Washington, DC

Tim astronom internasional dalam penelitian ini terdiri dari AA Chrimes (Radboud University, Belanda), PG Jonker (Radboud University dan Dutch Institute for Space Research, Belanda), AJ Levan (Radboud University, Belanda); Universitas WarwickInggris), D. L. Coppejans (Universitas Warwick, Inggris), N. Gaspari (Universitas Radboud, Belanda), B. P. Gompertz (Universitas Birmingham, Inggris), P. J. Groot (Radboud University, Belanda; Universitas Cape Town dan South African Astronomical Observatory, Afrika Selatan), D. B. Malesani (Radboud University, Belanda; Cosmic Dawn Center (DAWN) dan University of Copenhagen, Denmark), A . Mummery (Oxford Astrophysics, UK), R. Stanway (University of Warwick, UK) dan K. Wiersema (Universitas Hertfordshire, Inggris).