Uma supernova incomum estudada por vários telescópios, incluindo o telescópio SOAR e outros telescópios do Observatório Interamericano de Cerro Tololo (CTIO) da National Science Foundation (NSF) e do Observatório Nacional Kitt Peak (KPNO) da NSF, é pensado para anunciar o nascimento de um novo buraco negro ou estrela de nêutrons, capturado no momento exato de sua criação. As observações feitas com recursos que variam de raios-X a comprimentos de onda ópticos e de rádio foram usadas para compreender este evento notável. Essas observações de multi-mensageiros dão aos astrônomos um raro vislumbre da física em jogo durante a criação de um buraco negro ou estrela de nêutrons.

Um brilho misterioso

Em 16 de junho, 2018, um telescópio de levantamento do céu no Havaí alertou a comunidade astronômica para o súbito aparecimento de um novo objeto no céu. Era semelhante a uma supernova, exceto que iluminou, e então desapareceu, mais rápido do que uma supernova típica, e era intrinsecamente mais brilhante em seu pico. Uma supernova (de nova significa "nova" estrela) é uma explosão repentina de uma estrela massiva que atingiu o fim de sua vida, levando à formação de um buraco negro ou estrela de nêutrons. O objeto transitório, recebeu a designação AT2018cow, foi imediatamente apelidado de "a vaca" com base nas três letras finais de seu nome. "A Vaca" está localizada em uma galáxia relativamente próxima - apenas 200 milhões de anos-luz de distância de nossa própria galáxia, a Via Láctea, na direção da constelação de Hércules.

É preciso uma equipe

Imediatamente após receber o alerta, uma equipe de pesquisa internacional liderada por Raffaella Margutti (Northwestern University) entrou em ação e começou a observar a fonte incomum em todo o espectro eletromagnético - no raio-X, óptico, comprimentos de onda infravermelhos e de rádio. Telescópios ao redor do mundo contribuíram para o esforço de uso da espectroscopia para decodificar a natureza da fonte. Entre os telescópios que contribuíram estava o Southern Astrophysical Research Telescope (SOAR) do Chile, cujos instrumentos obtiveram espectros da vaca. Com espectros, que espalha a luz na forma de um arco-íris, astrônomos puderam confirmar rapidamente que a matéria estava se expandindo do objeto a até 10% da velocidade da luz.

Régis Cartier, quem fez as observações do SOAR, disse, "Quase desde o início percebi que esse transiente era especial. Foi rápido, azul e brilhante, diferente de qualquer supernova vista antes. Abandonei tudo em que estava trabalhando para me concentrar na compreensão deste evento. "Além do telescópio SOAR, outros telescópios no CTIO e KPNO da NSF criaram imagens do objeto e contribuíram para uma imagem mais ampla enquanto a vaca desaparecia.

Uma Vaca Quase Nua

Como a estrela em colapso foi cercada por uma quantidade relativamente pequena de detritos, a equipe foi capaz de perscrutar os escombros e ter um vislumbre do "motor central" do objeto. This rare event will help astronomers better understand the physics at play within the first moments of the creation of a black hole or neutron star. The results were presented today at this week's meeting of the American Astronomical Society in Seattle, Washington.

"We think that 'The Cow' is the formation of an accreting black hole or neutron star, " said Giacomo Terreran (Northwestern University), who led the CTIO observations. "We know from theory that black holes and neutron stars form when a star dies, but we've never seen them right after they are born." This event may represent a new class of objects within the category known as fast luminous transients.

A Whole New World of Transients

Although a supernova like the Cow has never been seen before, Cartier expects that astronomers will detect larger numbers of such rare events in the future. Now that surveys are searching for sources that vary on a wider range of timescales, "we've already discovered a whole family of fast transients that we didn't know existed, " noted Cartier.

The SOAR telescope is gearing up to help us understand these new events. Said Dr. Jay Elias, Director of SOAR, "The SOAR telescope was designed from the start to provide flexible instrument configurations, allowing it to respond quickly to events like this. There are many astronomical surveys observing interesting transient events, as well as other events, such as last year's kilonova detected by LIGO, which was also observed at SOAR. Very soon, there will be even more interesting transient events from the Large Synoptic Survey Telescope (LSST) and other large-scale survey telescopes." The LSST is a new telescope being built on the same mountaintop as the SOAR telescope with major funding from NSF:it will conduct a 10-year survey of the sky with special emphasis on transient events.