SN 2018cow ( название ATLAS : ATLAS18qqn ; также известная как Supernova 2018cow , AT 2018cow (AT = Astronomical Transient) и « The Cow ») была очень мощным астрономическим взрывом , в 10–100 раз ярче обычной сверхновой , пространственно совпадающей с галактикой CGCG 137-068 , находящейся примерно в 200 миллионах световых лет (60 миллионов пк ) от нас в созвездии Геркулеса . Она была обнаружена 16 июня 2018 года телескопом ATLAS-HKO и вызвала значительный интерес среди астрономов по всему миру. Позже, 10 июля 2018 года, после того, как AT 2018cow значительно потускнела, астрономы, основываясь на последующих исследованиях с помощью Nordic Optical Telescope (NOT), официально описали AT 2018cow как SN 2018cow, сверхновую типа Ib , показывающую «беспрецедентный спектр для сверхновой этого класса»; хотя другие, в основном сначала, но и позже, называли ее сверхновой типа Ic-BL . Было представлено объяснение, которое поможет лучше понять уникальные особенности AT 2018cow. AT2018cow является одним из немногих зарегистрированных быстрых синих оптических транзиентов (FBOT), наблюдаемых во Вселенной. Однако в мае 2020 года, как сообщается, был обнаружен гораздо более мощный FBOT, чем AT 2018cow (а именно, CRTS-CSS161010 J045834-081803 или сокращенно CSS161010). [6]
2 ноября 2018 года две независимые группы астрономов пришли к выводу, что событие AT 2018cow было «либо недавно образованной черной дырой в процессе аккреции материи, либо неистовым вращением нейтронной звезды ». [7] [8] [9] [10]
В январе 2019 года астрономы предположили, что взрыв мог быть вызван разрывом белого карлика черной дырой или сверхновой, оставившей после себя черную дыру или нейтронную звезду, причем создание компактного тела наблюдалось впервые. [11] [12] [13] 13 декабря 2021 года астрономы сообщили, что AT 2018cow, экстремальный FBOT , «может быть нейтронной звездой или черной дырой с массой менее 850 солнечных масс» на основе исследований рентгеновских наблюдений с высоким временным разрешением . [14] [15]
AT 2018cow был обнаружен 16 июня 2018 года в 10:35:02 UTC телескопом ATLAS-HKO , двойной 0,5-метровой (20-дюймовой) системой, в обсерватории Халеакала на Гавайях . [2] [16] [17] Это был мощный астрономический взрыв (магнитуда открытия 14,739; красное смещение 0,014145, [2] 0,0136 [5] ), в 10–100 раз ярче обычной сверхновой, [18] [19] [20] [21] пространственно совпадающий с галактикой CGCG 137-068 , находящейся примерно в 200 миллионах световых лет (60 миллионов пк ) от нас в созвездии Геркулеса . [1]
К 22 июня 2018 года это кратковременное астрономическое событие вызвало значительный интерес среди астрономов по всему миру. [22] По крайней мере 24 крупных телескопа наблюдали за событием, что является наибольшим числом одновременных наблюдений по состоянию на 27 июня 2018 года (более 35 опубликовано 27 июня 2018 года) [23] среди всех астрономических событий, когда-либо сообщавшихся в The Astronomer's Telegram . [20] [24] Событие было предварительно идентифицировано как сверхновая и получило обозначение Supernova 2018cow и классификацию SN Ic-BL . [4] [25] [26] [27]
Первые рентгеновские и ультрафиолетовые (УФ) наблюдения AT 2018cow были получены 19 июня 2018 года с помощью телескопа Swift. [28] Эти наблюдения показали, что объект был ярким рентгеновским/УФ-транзиентом с рентгеновской светимостью ~1 × 10 43 эрг/с и ультрафиолетовой яркостью около 11,7 ( величина Веги ) в диапазоне 1600–3600 Å . [29] 25 июня 2018 года астрономы, используя 2,0-метровый (79-дюймовый) телескоп Ливерпуля и 1,5-метровый (59-дюймовый) телескоп Паломарской обсерватории , отметили в The Astronomer's Telegram : «AT2018cow тускнеет каждую ночь с момента наших первых наблюдений [19 июня 2018 года]. ... [Сообщенные] наблюдения предполагают, что хотя связь со сверхновыми Ic-BL и гамма-всплесками остается достоверной, учитывая гладкие спектры и яркие радио- и рентгеновские аналоги, AT2018cow отличается и другими характеристиками, и его истинная идентичность остается неясной. Наблюдения продолжаются». [20] [21] 29 июня 2018 года астрономы, используя 0,6-метровые (24-дюймовые) телескопы в Пекинской астрономической обсерватории , [30] сообщили о дальнейшем подтверждении затухания AT 2018cow. Однако, используя телескоп Swift/XRT 30 июня 2018 года, было сообщено об увеличении рентгеновской светимости транзиента. [31] Это было бы началом необычного поведения рентгеновской переменной. [29] [32]
2 июля 2018 года астрономы, используя телескоп Fermi Large Area Telescope (LAT), сообщили, что не было никаких значительных выбросов гамма-излучения >100 МэВ в период с 19 по 26 июня 2018 года. [33] Кроме того, 3 июля 2018 года астрономы сообщили, что с помощью детектора CZTI ( кадмиево-цинкового теллурида ) на борту космической обсерватории AstroSat не было обнаружено никаких жестких рентгеновских транзиентов в период с 13 по 16 июня 2018 года (время обнаружения события) [34] и, используя UVIT , оснащенный фильтром F172M, наблюдали звездную величину AB, оцениваемую в 17,6, в месте расположения AT 2018cow 3 июля 2018 года. [35] Более того, 3 июля 2018 года астрономы сообщили, что с помощью детектора MAXI GSC на борту МКС не было обнаружено никаких значительных выбросов рентгеновского излучения в период 11–21 июня 2018 г. [36] 4 июля 2018 г. астрономы, использующие NuSTAR , сообщили об уменьшении жесткого рентгеновского излучения от AT 2018cow. [37] 12 июля 2018 г. астрономы, использующие INTEGRAL , сообщили об отсутствии обнаружения источника с 30 июня по 8 июля 2018 г.; однако всплески, подобные гамма-всплескам, могли наблюдаться ранее поблизости, 12 и 15 июня 2018 г., хотя связь этих всплесков с AT 2018cow может быть «неблагоприятной». [38]
Радиоизлучение на частоте 5 ГГц с плотностью потока ~ 170 мкЯн было обнаружено в месте нахождения AT 2018cow 3–4 июля 2018 года с помощью e-MERLIN ; [39] Радиоизлучение в месте расположения AT 2018cow было обнаружено ATCA на частоте 5,5 ГГц с плотностью потока ~0,4 мЯн и на частоте 9 ГГц с ~1,0 мЯн 3 июля 2018 года, и на частоте 34 ГГц с ~10 мЯн 5 июля 2018 года. [40] Наблюдения VLBI на частоте 22 ГГц с NRAO , с использованием радиотелескопов VLBA и Эффельсберга , обнаружили общую плотность потока ~5 мЯн около 8 июля 2018 года в, как сообщается, более точном (но последовательном в пределах неопределенности) астрометрическом местоположении AT2018cow (RA = 16h 16m 00.2242s, DEC = 22d 16' 04.890"), чем у e-MERLIN. [3] [39]
10 июля 2018 года астрономы, основываясь на последующих исследованиях с помощью 2,56-метрового (101-дюймового) Nordic Optical Telescope (NOT), официально описали AT 2018cow как SN 2018cow и как сверхновую типа Ib , показав «беспрецедентный спектр для сверхновой этого класса». [5] 19 июля 2018 года астрономы, используя 1,5-метровый (59-дюймовый) телескоп Kanata в обсерватории Хигаси-Хиросима , наблюдали дальнейшее снижение оптической и ближней инфракрасной светимости положения AT 2018cow в начале июля 2018 года и отметили, что большие скорости снижения кривых блеска были «довольно большими» по сравнению со сверхновыми типа Ic (Ic-BL) и типа Ib/c. [41]
6 августа 2018 года ультрафиолетовые наблюдения местоположения AT 2018cow с использованием широкоугольной камеры 3 (WFC3) на космическом телескопе Хаббл (HST) обнаружили яркость ( Vega mag ) около 19 на всех четырех исследуемых диапазонах (F218W, F225W, F275W, F336W). [42] 12 августа 2018 года астрономы на гигантском радиотелескопе Metrewave (GMRT) обнаружили низкочастотное радиоизлучение (диапазон 1390 МГц; 438+/-82 uJy) в позиции AT 2018cow. [43]
15 августа 2018 года астрономы, использующие массив черенковских телескопов (CTA) системы стереоскопии высоких энергий (HESS ), сообщили об отсутствии значительного источника гамма-излучения в месте нахождения AT 2018cow 3–5 июля 2018 года, что, как следствие, привело к предварительному определению верхних пределов интегрального потока гамма-излучения сверхвысоких энергий (VHE) от AT 2018cow следующим образом: выше порога энергии 220 ГэВ (±2sd) верхний предел 5e-12 ф см^-2 с^-1; выше 1 ТэВ (±2sd) верхний предел 5e-13 ф см^-2 с^-1. [44]
По мнению астрономов, во время его открытия, взрыв с температурой поверхности более 8900 °C (16 000 °F; 9200 K) и скоростью перемещения 20 000 км/с (12 000 миль/с) [19] мог быть катастрофической переменной звездой (CV), гамма-всплеском (GRB), гравитационной волной (GW), сверхновой (SN) или чем-то еще. [2] [45] [20] [46] [47] Однако сценарий CV был быстро отвергнут, учитывая начальный невыразительный оптический спектр и большую начальную рентгеновскую светимость транзиента. [10] [29] По словам астронома Кейт Магуайр из Университета Квинс в Белфасте : «Он действительно просто появился из ниоткуда. Есть и другие объекты, которые были обнаружены с такой же скоростью, но скорость и яркость — это довольно необычно». [46]
Классификация типа Ic-BL указывает на спектр с очень необычно широкими линиями , но без линий водорода и слабыми или отсутствующими линиями гелия. Такой спектр создается взрывом очень большой звезды, которая потеряла свои внешние слои водорода и гелия . [48] Однако, по словам астронома Шубхама Шривастава, связанного с 2,0-метровым (79-дюймовым) гималайским телескопом Чандра (HCT): «Хотя спектроскопические характеристики указывают на предварительное сходство со сверхновыми с широкой линией Ic, ее истинная природа остается загадкой». [ 48] Также, по словам Магуайра: «Мы пока не уверены, что это такое, но нормальным механизмом питания для сверхновой является радиоактивный распад никеля , и это событие слишком яркое и слишком быстрое для этого». [46] Взрыв AT 2018cow мог сопровождаться выбросом гравитационных волн, но выброс гравитационных волн не мог быть обнаружен, поскольку детекторы LIGO в штатах Вашингтон и Луизиана были отключены во время события из-за модернизации обслуживания. [20]
Было представлено объяснение, которое поможет лучше понять уникальные особенности AT 2018cow, в частности, как событие приливного разрушения белого карлика . [49]
По состоянию на 29 сентября 2018 года AT 2018cow объясняли разными способами, в том числе как сверхновую типа Ic , гамма-всплеск , взаимодействие белого карлика и черной дыры и как магнетар . Были представлены предварительные исследования для лучшего понимания точной физической природы AT 2018cow с использованием Европейской сети VLBI (EVN). [50]
2 ноября 2018 года две независимые группы астрономов пришли к выводу, что событие AT 2018cow было «либо недавно образованной черной дырой в процессе аккреции материи, либо неистовым вращением нейтронной звезды ». [7] [8] [9] [10]
В январе 2019 года Анна Хо из Калифорнийского технологического института в Пасадене, проводившая наблюдения с помощью субмиллиметровой решетки на Мауна-Кеа на Гавайях, отметила, что необычно длительный период непрерывной активности после того, как событие было замечено, позволил провести более обширное исследование, чем обычно бывает во время таких событий, что позволило наблюдать его, пока он становился ярче. [32] Впоследствии астрономы предположили, что AT 2018cow мог быть белым карликом , разорванным черной дырой ; или сверхновой , оставившей после себя черную дыру или нейтронную звезду , причем создание компактного тела наблюдалось впервые. [11] [12] [13]