p A 'vaca' não está sozinha; com a ajuda do Observatório W. M. Keck em Maunakea, no Havaí, astrônomos descobriram mais dois como ele - o 'Koala' e um misterioso objeto brilhante semelhante chamado CSS161010. Este trio de transientes ópticos azuis rápidos (FBOTs) parecem ser parentes, todos pertencentes a uma família altamente luminosa que tem um histórico de surpreender astrônomos com sua rapidez, explosões poderosas de energia. p O 'Koala, 'que é um apelido derivado do final de seu nome oficial ZTF18abvkwla, de repente apareceu como uma nova fonte brilhante no céu óptico antes de desaparecer em apenas algumas noites. Uma equipe de astrônomos do Caltech percebeu que esse comportamento era semelhante ao da 'vaca' e solicitou observações de rádio para ver se os dois estavam conectados.

p "Quando eu reduzi os dados, Eu pensei que tinha cometido um erro, "disse Anna Ho, estudante de graduação em astronomia na Caltech e principal autor do estudo. "O 'Koala' se parecia com a 'Vaca', mas a emissão de rádio era dez vezes mais brilhante - tão brilhante quanto uma explosão de raios gama!"

p O artigo de Ho e sua equipe de pesquisa foi publicado na edição de hoje do The Astrophysical Journal .

p Outra explosão cósmica deste tipo, CSS161010, fascinou uma equipe de astrônomos liderada pela Northwestern University. Com base em observações de rádio, eles calcularam este material lançado transiente no espaço mais rápido do que 0,55 vezes a velocidade da luz.

p "Isso foi inesperado, "disse Deanne Coppejans, associado de pós-doutorado na Northwestern University e autor principal do estudo sobre CSS161010. "Sabemos de explosões estelares energéticas que podem ejetar material quase à velocidade da luz, especificamente rajadas de raios gama, mas eles lançam apenas uma pequena quantidade de massa - cerca de 1 milionésimo da massa do Sol. CSS161010 lançou 1 a 10 por cento da massa do Sol a velocidades relativísticas - evidência de que esta é uma nova classe de transiente! "

p O artigo de Coppejans e de sua equipe foi publicado na edição de hoje do The Cartas de jornal astrofísico .

p Esses três eventos estranhos constituem um novo subtipo de FBOTs, que deslumbrou o mundo pela primeira vez no verão de 2018 quando o 'Cow, 'abreviação de AT2018cow, explodiu no céu.

p Três meses depois, A equipe de Ho capturou o 'Koala'. Embora a 'vaca' tenha sido a primeira a chegar às manchetes mundiais, CSS161010 foi na verdade o primeiro FBOT descoberto com rádio luminoso e emissão de raios-X, mas os astrônomos ainda não sabiam como interpretar essas descobertas.

p "Naquela hora, não havia realmente nenhum modelo teórico que previsse emissão de rádio brilhante de FBOTs brilhantes, "disse Coppejans." Não foi até que realizamos observações de rádio e raios-X de acompanhamento que a verdadeira natureza do CSS161010 se revelou. Vê-lo nesses comprimentos de onda é importante porque os dados mostraram que estávamos olhando para algo novo e altamente energético. "

p O que torna esses FBOTs luminosos estranhos é que eles parecem explosões de supernova, mas surgem e desaparecem muito mais rápido. Eles também são extremamente quentes, fazendo-os parecer mais azuis

p em cores do que suas supernovas padrão.

p Também, embora essas novas explosões de FBOTs sejam tão violentas quanto rajadas de raios gama longos (GRBs) e também podem lançar fluxos de saída em velocidades relativísticas, suas assinaturas observacionais são diferentes porque estão rodeadas por uma grande quantidade de matéria circunstelar. E ao contrário de GRBs, o 'Cow' e o CSS161010 contêm hidrogênio.

p "Não vemos esses dois elementos nos espectros de supernova GRB porque achamos que os GRBs vêm de estrelas moribundas que foram 'despojadas' de seus envelopes de hidrogênio e hélio antes de entrarem em colapso em um novo buraco negro, "disse Ho.

p Origem do FBOTS luminoso

p As duas equipes usaram o espectrômetro de imagem de baixa resolução do Keck Observatory (LRIS) e o DEep Imaging and Multi-Object Spectrograph (DEIMOS) para caracterizar as galáxias hospedeiras do 'Koala' e do CSS161010; eles descobriram que ambos os FBOTs vêm de galáxias anãs de baixa massa, assim como a 'vaca'.

p "A galáxia hospedeira do CSS161010 é tão pequena que apenas um telescópio de 10 metros como o Keck pode coletar luz suficiente para nos permitir modelar fisicamente a emissão, "disse o co-autor Giacomo Terreran, associado de pós-doutorado no CIERA da Northwestern University (Centro de Exploração e Pesquisa Interdisciplinar para Astrofísica). "Notavelmente, os dados de Keck mostraram as galáxias hospedeiras de CSS161010, o 'Koala, 'e a' vaca, 'enquanto minúsculo, estão ativamente formando estrelas, indicando que sua base tem uma massa estelar muito pequena típica de galáxias anãs. "

p "Isso provavelmente indica as propriedades da galáxia anã, como a metalicidade ou história de formação, pode permitir alguns caminhos evolutivos muito raros de estrelas que levam às explosões mais violentas, "disse Coppejans.

p Embora ambas as equipes atribuam as explosões de estrelas massivas como a causa mais provável desses novos FBOTs, outra possibilidade ainda em consideração é que eles se originam de estrelas sendo devoradas por buracos negros. Se então, esta nova classe de FBOTs pode ser a chave na busca por buracos negros de médio porte, que ainda não foram detectados. Em geral, quanto mais massiva é uma galáxia, quanto mais pesado seu buraco negro central; seguindo esta tendência, espera-se que galáxias anãs sejam candidatas a hospedar buracos negros de massa intermediária.

p "Uma ideia é que FBOTs podem ser o brilho de uma estrela sendo dilacerada por um buraco negro de massa intermediária. Se for esse o caso, então, eles poderiam ser potencialmente faróis para ajudar a encontrar esses buracos negros indescritíveis, "disse a coautora do CSS161010 Rafaella Margutti, professor assistente de física e astronomia na Northwestern University e membro do corpo docente da CIERA da Northwestern.

p Embora a origem deste tipo de FBOT ainda seja muito debatida, os novos dados fornecem novas percepções sobre como eles podem ter se formado.

p "As observações provam que os FBOTs mais luminosos têm um 'motor central' - uma fonte como uma estrela de nêutrons ou um buraco negro que alimenta o transiente, "disse Margutti." Ainda não está claro se esses FBOTs brilhantes são supernovas raras, estrelas sendo destruídas por buracos negros, ou outros fenômenos energéticos. As observações de vários comprimentos de onda de mais FBOTs e de seu ambiente responderão a essa pergunta. "

p Metodologia e Próximas Etapas

p Devido à sua ascensão extremamente rápida à luz máxima, esses raros FBOTs são difíceis de detectar. Mas desenvolvimentos recentes em levantamentos ópticos de alta cadência que varrem grandes áreas do céu todas as noites tornam a caça por rara, transientes de curta duração mais viáveis. A chave para determinar sua verdadeira natureza é conduzir observações de acompanhamento de vários comprimentos de onda.

p O 'Koala' foi detectado pela primeira vez usando o Zwicky Transient Facility no Palomar Observatory. A equipe de Ho então usou o telescópio Hale para obter espectros, seguido pelo Very Large Array (VLA) e o Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) para conduzir observações de rádio.

p O CSS161010 foi capturado pela primeira vez pelo Catalina Real-time Transient Survey e descoberto independentemente pelo All-Sky Automated Survey for Supernovae. Coppejans e sua equipe realizaram observações de acompanhamento de rádio com o VLA e o GMRT, e observações de raios-X com o Observatório de raios-X Chandra da NASA.

p A emissão de rádio é produzida pela onda de choque do material batendo no meio circundante a mais de 0,55 vezes a velocidade da luz, mas a emissão de raios X não pode ser explicada dessa maneira. A equipe especula que pode estar vendo diretamente o motor central em raios-X, como no 'Cow'.

p "Uma lição aprendida é que enquanto os FBOTs se provaram mais raros e difíceis de encontrar do que alguns de nós esperávamos, na banda de rádio, eles também são muito mais luminosos do que imaginamos, permitindo-nos fornecer dados bastante abrangentes, mesmo em eventos distantes, "disse Daniel Perley, conferencista sênior do Instituto de Pesquisa Astrofísica da Liverpool John Moores University e co-autor do estudo 'Koala'.

p "Essas observações do 'Koala' e CSS161010 mostram o quanto podemos aprender com as observações de rádio e raios-X de FBOTs, "disse Ho." O desafio daqui para frente é delinear diferentes subtipos de FBOT e desenvolver um vocabulário mais preciso. É emocionante ajudar a investigar um fenômeno novo e inesperado. Em ciência, às vezes você não encontra o que esperava encontrar, mas ao longo do caminho você descobrirá novas direções. "