SN 2020wnt é uma supernova superluminosa rica em carbono em evolução lenta, segundo estudo

Nordic Optical Telescope (NOT) 𝑟-band image of SN 2020wnt e sua galáxia hospedeira, WISEA J034638.04+431348.3. Crédito:Gutiérrez et al., 2022.

Uma equipe internacional de astrônomos inspecionou uma supernova superluminosa incomum conhecida como SN 2020wnt. Os resultados do estudo sugerem que esta supernova está evoluindo lentamente e é rica em carbono. A descoberta foi detalhada em um artigo publicado em 3 de junho no servidor de pré-impressão arXiv.
Supernovas (SNe) são explosões estelares poderosas e luminosas. Eles são importantes para a comunidade científica, pois oferecem pistas essenciais sobre a evolução de estrelas e galáxias. Em geral, os SNe são divididos em dois grupos com base em seus espectros atômicos:Tipo I e Tipo II. O SNe tipo I não possui hidrogênio em seus espectros, enquanto os do tipo II apresentam linhas espectrais de hidrogênio.

As supernovas superluminosas (SLSNe) são caracterizadas por curvas de luz excepcionalmente brilhantes e muitas vezes de longa duração. A interação do material ejetado SN com o material circunstelar circundante (CSM) é um mecanismo eficiente para converter a energia cinética do material ejetado em radiação, e supõe-se que tal processo possa alimentar o SLSNe.

O SN 2020wnt (também conhecido como ZTF20acjeﬂr e ATLAS20beko) foi detectado pela Zwicky Transient Facility (ZTF) em 14 de outubro de 2020, com magnitude de 19,7. Observações subsequentes de SN 2020wnt sugeriram que é uma supernova Tipo I com um desvio para o vermelho de 0,032. O hospedeiro deste SN é uma galáxia fraca conhecida como WISEA J034638.04+431348.3.

Agora, um grupo de astrônomos liderados por Claudia Gutiérrez, da Universidade de Turku, na Finlândia, apresenta os resultados de novas observações da SN 2020wnt que lançam mais luz sobre as propriedades desta supernova. A maioria dessas observações foi realizada por dois levantamentos de imagem de campo amplo - Sistema de último alerta de impacto terrestre de asteróides (ATLAS) e Zwicky Transient Facility (ZTF).

A nova pesquisa descobriu que as curvas de luz do SN 2020wnt mostram um aumento inicial com duração de cerca de cinco dias, seguido por um aumento lento no pico principal. Acrescentou-se que o pico é atingido em momentos diferentes, ocorrendo mais rápido nas bandas mais azuis, enquanto o pico de magnitude absoluta de cerca de -20,5 mag foi registrado cerca de 77 dias após a explosão.

Além disso, cerca de 130 dias após a explosão, as curvas de luz mostram um declínio linear em todas as bandas. Mais tarde, a partir do 273º dia desde a explosão, observa-se uma queda repentina no brilho, o que sugere um vazamento significativo de fótons de raios gama. A última observação feita pela equipe de Gutiérrez, que começou 350 dias após a explosão, mostra um aumento no brilho, indicando uma interação entre o material ejetado e o meio circunstelar (CSM).

The researchers also found that the optical spectra of SN 2020wnt display clear lines of ionized carbon (C II) and silicon (Si II), while the classical oxygen (O II) lines that typically characterize Type I SLSNe are not detected. This probably related to the low temperatures of this SN (below 10,000 K).

Therefore, the authors of the paper concluded that SN 2020wnt is a slowly evolving carbon-rich SLSN. They assume that the progenitor of this SN had mass of around 80 solar masses, a radius of about 15 solar radii, and the explosion energy was at a level of approximately 45 sexdecillion ergs. + Explorar mais