SN 2018cow ( nombre ATLAS : ATLAS18qqn ; también conocida como Supernova 2018cow , AT 2018cow (AT = Astronomical Transient) y " La Vaca ") fue una explosión astronómica muy potente , 10-100 veces más brillante que una supernova normal , espacialmente coincidente con la galaxia CGCG 137-068 , aproximadamente a 200 millones de años luz (60 millones de pc ) de distancia en la constelación de Hércules . Fue descubierta el 16 de junio de 2018 por el telescopio ATLAS-HKO y había generado un interés significativo entre los astrónomos de todo el mundo. Más tarde, el 10 de julio de 2018, y después de que AT 2018cow se hubiera desvanecido significativamente, los astrónomos, basándose en estudios de seguimiento con el Telescopio Óptico Nórdico (NOT), describieron formalmente AT 2018cow como SN 2018cow, una supernova de tipo Ib , que muestra un "espectro sin precedentes para una supernova de esta clase"; aunque otros, principalmente al principio pero también más recientemente, se han referido a ella como una supernova de tipo Ic-BL . Se ha presentado una explicación para ayudar a comprender mejor las características únicas de AT 2018cow. AT2018cow es uno de los pocos Transitorios Ópticos Azules Rápidos (FBOT) observados en el Universo. En mayo de 2020, sin embargo, se informó que se observó un FBOT mucho más potente que AT 2018cow (a saber, CRTS-CSS161010 J045834-081803, o CSS161010 para abreviar). [6]
El 2 de noviembre de 2018, dos equipos independientes de astrónomos concluyeron que el evento AT 2018cow era "un agujero negro recién formado en proceso de acreción de materia o la rotación frenética de una estrella de neutrones ". [7] [8] [9] [10]
En enero de 2019, los astrónomos propusieron que la explosión pudo haber sido una enana blanca destrozada por un agujero negro; o una supernova que dejó atrás un agujero negro o una estrella de neutrones, la creación de un cuerpo compacto que se observa por primera vez. [11] [12] [13] El 13 de diciembre de 2021, los astrónomos informaron que AT 2018cow, un FBOT extremo , "podría ser una estrella de neutrones o un agujero negro con una masa inferior a 850 masas solares" basándose en estudios de observación de rayos X de alta resolución temporal . [14] [15]
AT 2018cow fue descubierta el 16 de junio de 2018 a las 10:35:02 UTC por el telescopio ATLAS-HKO , un sistema gemelo de 0,5 m (20 pulgadas), en el Observatorio Haleakala en Hawái . [2] [16] [17] Fue una poderosa explosión astronómica (magnitud de descubrimiento 14,739; corrimiento al rojo 0,014145, [2] 0,0136 [5] ), 10 – 100 veces más brillante que una supernova normal, [18] [19] [20] [21] espacialmente coincidente con la galaxia CGCG 137-068 , aproximadamente a 200 millones de años luz (60 millones de pc ) de distancia en la constelación de Hércules . [1]
Para el 22 de junio de 2018, este evento astronómico transitorio había generado un interés significativo entre los astrónomos de todo el mundo. [22] Al menos 24 telescopios importantes estaban observando el evento, el mayor número, hasta el 27 de junio de 2018, de observaciones simultáneas (más de 35 publicadas el 27 de junio de 2018) [23] de cualquier evento astronómico informado alguna vez en The Astronomer's Telegram . [20] [24] El evento había sido identificado tentativamente como una supernova y se le había dado la designación Supernova 2018cow y la clasificación SN Ic-BL . [4] [25] [26] [27]
Las primeras observaciones de rayos X y ultravioleta (UV) de AT 2018cow se obtuvieron el 19 de junio de 2018 con el telescopio Swift. [28] Estas observaciones revelaron que el objeto era un transitorio brillante de rayos X/UV, con una luminosidad de rayos X de ~1 × 10 43 erg/s y un brillo UV de aproximadamente 11,7 ( Vega mag ) en el rango de 1600-3600 Å . [29] El 25 de junio de 2018, los astrónomos, utilizando el Telescopio Liverpool de 2,0 m (79 pulgadas) y el telescopio de 1,5 m (59 pulgadas) en el Observatorio Palomar , señalaron en The Astronomer's Telegram : "AT2018cow se ha desvanecido cada noche desde nuestras primeras observaciones [19 de junio de 2018]. ... [Las] observaciones [informadas] sugieren que, aunque sigue siendo creíble un vínculo con las SNe y GRB de Ic-BL dados los espectros suaves y las contrapartes luminosas de radio y rayos X , AT2018cow es distinta en otros aspectos y su verdadera identidad sigue sin estar clara. Las observaciones continúan". [20] [21] El 29 de junio de 2018, los astrónomos, utilizando telescopios de 0,6 m (24 pulgadas) en el Observatorio Astronómico de Beijing , [30] informaron más apoyo a la desaparición de AT 2018cow. Sin embargo, utilizando el telescopio Swift/XRT el 30 de junio de 2018, se informó de un aumento en la luminosidad de rayos X del transitorio. [31] Ese sería el comienzo de un comportamiento inusual de la variable de rayos X. [29] [32]
El 2 de julio de 2018, los astrónomos, utilizando el Telescopio de Área Grande Fermi (LAT), informaron que no hubo emisiones significativas de rayos gamma >100 MeV entre el 19 y el 26 de junio de 2018. [33] Además, el 3 de julio de 2018, los astrónomos informaron, utilizando el detector Cadmium Zinc Telluride Imager (CZTI) a bordo del observatorio espacial AstroSat , que no se detectaron transitorios de rayos X duros entre el 13 y el 16 de junio de 2018 (tiempo de detección de eventos) [34] y, utilizando el UVIT equipado con un filtro F172M, observaron una magnitud AB de aproximadamente 17,6 en la ubicación AT 2018cow el 3 de julio de 2018. [35] Además, el 3 de julio de 2018, los astrónomos informaron, utilizando el detector MAXI GSC a bordo de la ISS , que no se detectaron emisiones significativas de rayos X entre el 11 y el 21 de junio de 2018. [36] El 4 de julio de 2018, los astrónomos, utilizando NuSTAR , informaron una disminución de las emisiones de rayos X duros de AT 2018cow. [37] El 12 de julio de 2018, los astrónomos, utilizando INTEGRAL , no informaron detecciones de la fuente entre el 30 de junio y el 8 de julio de 2018; sin embargo, es posible que se hayan observado ráfagas similares a GRB antes en las cercanías, el 12 y el 15 de junio de 2018, aunque la asociación de estas ráfagas con AT 2018cow puede ser "desfavorecida". [38]
El 3 y 4 de julio de 2018 e-MERLIN detectó emisiones de radio a 5 GHz con una densidad de flujo de ~170 microJy desde la ubicación de AT 2018cow ; [39] ATCA detectó emisiones de radio en la ubicación de AT 2018cow a 5,5 GHz con una densidad de flujo de ~0,4 mJy y a 9 GHz con ~1,0 mJy el 3 de julio de 2018, y a 34 GHz con ~10 mJy el 5 de julio de 2018. [40] Las observaciones de VLBI a 22 GHz, con el NRAO , utilizando los radiotelescopios VLBA y Effelsberg , encontraron una densidad de flujo total de ~5 mJy alrededor del 8 de julio de 2018 en una ubicación astrométrica supuestamente más precisa (pero consistente dentro de las incertidumbres) de AT2018cow (RA=16h 16m 00.2242s, DEC=22d 16' 04.890") que la de e-MERLIN. [3] [39]
El 10 de julio de 2018, los astrónomos, basándose en estudios de seguimiento con el Telescopio Óptico Nórdico (NOT) de 2,56 m (101 pulgadas), describieron formalmente AT 2018cow como SN 2018cow y como una supernova de tipo Ib , mostrando un "espectro sin precedentes para una supernova de esta clase". [5] El 19 de julio de 2018, los astrónomos, utilizando el telescopio Kanata de 1,5 m (59 pulgadas) en el Observatorio Higashi-Hiroshima , observaron nuevas disminuciones en la luminosidad óptica y cercana al infrarrojo de la posición AT 2018cow a principios de julio de 2018, y notaron que las grandes tasas de disminución de las curvas de luz eran "bastante grandes" en comparación con las supernovas de Tipo Ic (Ic-BL) y Tipo Ib/c. [41]
El 6 de agosto de 2018, las observaciones ultravioleta de la ubicación de AT 2018cow, utilizando la Wide Field Camera 3 (WFC3) en el Telescopio Espacial Hubble (HST), detectaron un brillo ( Vega mag ) de aproximadamente 19 en las cuatro bandas (F218W, F225W, F275W, F336W) estudiadas. [42] El 12 de agosto de 2018, los astrónomos del Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) detectaron una emisión de radio de baja frecuencia (banda de 1390 MHz; 438+/-82 uJy) en la posición AT 2018cow. [43]
El 15 de agosto de 2018, los astrónomos que utilizaron el sistema estereoscópico de alta energía (HESS) de los telescopios Cherenkov (CTA) no informaron ninguna fuente significativa de rayos gamma en la ubicación de AT 2018cow entre el 3 y el 5 de julio de 2018, lo que, como consecuencia, resultó en la determinación preliminar de los límites superiores del flujo integrado de la emisión gamma de muy alta energía (VHE) de AT 2018cow de la siguiente manera: por encima del umbral de energía de 220 GeV (±2sd) un límite superior de 5e-12 ph cm^-2 s^-1; por encima de 1 TeV (±2sd) un límite superior de 5e-13 ph cm^-2 s^-1. [44]
Según los astrónomos de la época de su descubrimiento, la explosión, con una temperatura superficial de más de 8.900 °C (16.000 °F; 9.200 K) y viajando a 20.000 km/s (12.000 mi/s), [19] puede haber sido una estrella variable cataclísmica (CV), un estallido de rayos gamma (GRB), una onda gravitacional (GW), una supernova (SN) o algo más. [2] [45] [20] [46] [47] Sin embargo, el escenario de CV fue rápidamente desfavorecido dado el espectro óptico inicial sin características y la gran luminosidad inicial de rayos X del transitorio. [10] [29] Según la astrónoma Kate Maguire de la Queen's University de Belfast : "Realmente apareció de la nada. Hay otros objetos que se han descubierto que son tan rápidos, pero la rapidez y el brillo, eso es bastante inusual". [46]
La clasificación de tipo Ic-BL indica un espectro con líneas muy inusualmente anchas , pero sin líneas de hidrógeno y líneas de helio débiles o ausentes. Este espectro se produce por la explosión de una estrella muy grande que ha perdido sus capas externas de hidrógeno y helio . [48] Sin embargo, según el astrónomo Shubham Srivastav, asociado con el Himalayan Chandra Telescope (HCT) de 2,0 m (79 pulgadas): "Aunque las características espectroscópicas indican una similitud tentativa con las supernovas de Ic de línea ancha, su verdadera naturaleza sigue siendo un misterio". [48] Además, según Maguire: "Todavía no estamos seguros de qué es, pero el mecanismo de alimentación normal para una supernova es la desintegración radiactiva del níquel , y este evento es demasiado brillante y demasiado rápido para eso". [46] La explosión del AT 2018cow podría haber estado acompañada de una emisión de GW, pero esta no pudo detectarse ya que los detectores LIGO en los estados de Washington y Luisiana estaban inactivos en el momento del evento debido a actualizaciones de servicio. [20]
Se ha presentado una explicación para ayudar a comprender mejor las características únicas de AT 2018cow, particularmente como un evento de disrupción de marea de enana blanca . [49]
Hasta el 29 de septiembre de 2018, AT 2018cow se ha explicado de varias maneras, incluyendo como una supernova de tipo Ic , un estallido de rayos gamma , una interacción entre una enana blanca y un agujero negro , y como un magnetar . Se han presentado estudios preliminares para comprender mejor la naturaleza física exacta de AT 2018cow, utilizando la Red Europea VLBI (EVN). [50]
El 2 de noviembre de 2018, dos equipos independientes de astrónomos concluyeron que el evento AT 2018cow era "un agujero negro recién formado en proceso de acreción de materia o la rotación frenética de una estrella de neutrones ". [7] [8] [9] [10]
En enero de 2019, Anna Ho del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, quien realizó observaciones con el Submillimeter Array en Mauna Kea en Hawái, notó que un período inusualmente prolongado de actividad continua después de que se notó el evento, permitió un estudio más extenso del que se suele brindar durante tales eventos, lo que permitió observarlo mientras se iluminaba. [32] Posteriormente, los astrónomos propusieron que AT 2018cow pudo haber sido una enana blanca que estaba siendo destrozada por un agujero negro ; o una supernova que dejó atrás un agujero negro o una estrella de neutrones , la creación de un cuerpo compacto que se observa por primera vez. [11] [12] [13]
