Eine seltsame Explosion an einem unerwarteten Ort

Erkennen extrem heller Lichtexplosionen zwischen Galaxien

Eine klare, sternenklare Nacht ist für Himmelsbeobachter im Hinterhof trügerisch ruhig. Tatsächlich ist der Himmel voller Dinge, die in der Nacht explodieren, wie die Kameras von Fotografen, die herausschießen. Bei den meisten dieser Blitze handelt es sich um Sternexplosionen oder -kollisionen. Sie sind so schwach, dass sie nur von den endlosen Augen von Teleskopen erfasst werden können, die den Nachthimmel ständig auf solche Transienten überwachen.

Zu den seltensten dieser zufälligen kosmischen Ereignisse gehört eine kleine Klasse namens Luminous Fast Blue Optical Transients (LFBOTs). Sie leuchten intensiv im blauen Licht und entwickeln sich schnell, erreichen ihre maximale Helligkeit und verblassen innerhalb weniger Tage, im Gegensatz zu Supernovae, deren Verdunkelung Wochen oder Monate dauert.

Der erste LFBOT wurde 2018 gefunden. Heutzutage werden sie einmal im Jahr gefangen und daher sind nur noch wenige bekannt. Es gibt mehrere Theorien zu den Ursachen heftiger Explosionen. Aber Hubble kam und machte dieses Phänomen noch mysteriöser.

Ein LFBOT erschien im Jahr 2023 an einem Ort, mit dem niemand gerechnet hatte, weit zwischen zwei Galaxien. Nur Hubble kann seinen überraschenden Standort genau bestimmen. Wenn ein sehr starker Supernova-Geschmack LFBOTs verursacht, sollten sie in den Spiralarmen von Galaxien explodieren, in denen die Sternentstehung stattfindet. Massive neugeborene Sterne leben nicht lange genug hinter Supernovas, um über ihre Nistplätze innerhalb der Galaxie hinauszuwandern.

Astronomen sind sich einig, dass mehr LFBOTs entdeckt werden müssen, damit Theoretiker Cluster dieser schwer fassbaren vorübergehenden Ereignisse besser beschreiben können.

Bild des Hubble-Weltraumteleskops eines schnellen leuchtend blauen optischen Transienten (LFBOT), identifiziert als AT2023fhn, markiert mit Indikatoren. Sie leuchtet intensiv im blauen Licht und entwickelt sich schnell weiter, erreicht ihre maximale Helligkeit und erlischt innerhalb weniger Tage wieder, im Gegensatz zu Supernovae, deren Verdunkelung Wochen oder Monate dauert. Seit 2018 wurden nur wenige frühere LFBOTs entdeckt. Die Überraschung ist, dass sich dieser jüngste Transit, der im Jahr 2023 beobachtet wurde, in einem erheblichen Versatz sowohl zur Balkenspiralgalaxie rechts als auch zur Zwerggalaxie oben links befindet. Nur Hubble kann seinen Standort bestimmen. Die Ergebnisse geben den Astronomen noch mehr Rätsel auf, da alle bisherigen LFBOTs in Sternentstehungsregionen in den Spiralarmen von Galaxien gefunden wurden. Es ist nicht klar, welches astronomische Ereignis eine solche extragalaktische Explosion auslösen könnte. Bildquelle: NASA, ESA, STScI, Ashley Chrimes (ESA-ESTEC/Radboud University)

Das Hubble-Weltraumteleskop der NASA entdeckt eine seltsame Explosion an einem unerwarteten Ort

Ein sehr seltener und seltsamer Ausbruch ungewöhnlich hellen Lichts im Universum ist dank des Adlerauges noch seltsamer geworden NASA‚S Hubble-Weltraumteleskop.

Das als „Luminous Fast Blue Optical Transient“ (LFBOT) bezeichnete Phänomen ist an einem Ort aufgetreten, an dem es nicht erwartet wurde, weit entfernt von einer Wirtsgalaxie. Nur Hubble kann seinen Standort bestimmen. Die Ergebnisse geben den Astronomen noch mehr Rätsel auf. Erstens wissen sie nicht, was LFBOTs sind. Die Hubble-Ergebnisse deuten darauf hin, dass sie weniger wissen, indem sie einige potenzielle Theorien ausschließen.

LFBOTs gehören zu den hellsten bekannten Ereignissen im sichtbaren Licht im Universum und explodieren genauso unerwartet wie Kameralichter. Es wurden nur eine Handvoll gefunden Seit der ersten Entdeckung im Jahr 2018 – Ein etwa 200 Millionen Lichtjahre entferntes Ereignis mit dem Spitznamen „Die Kuh“. Derzeit werden LFBOTs einmal im Jahr vorgestellt.

Aktuelle Ergebnisse und Beobachtungen

Nach seiner ersten Entdeckung wurde der neueste LFBOT von mehreren Teleskopen im gesamten elektromagnetischen Spektrum, von Röntgenstrahlen bis hin zu Radiowellen, beobachtet. Die temporäre Veranstaltung mit der Bezeichnung AT2023fhn und dem Spitznamen „The Finch“ zeigte alle Markenzeichen von LFBOT. Sie leuchtete intensiv in blauem Licht und entwickelte sich schnell, erreichte ihre höchste Helligkeit und verblasste innerhalb weniger Tage wieder, im Gegensatz zu Supernovae, deren Verdunkelung Wochen oder Monate dauert.

Aber im Gegensatz zu allen anderen LFBOTs, die zuvor beobachtet wurden, stellte Hubble fest, dass sich Finch zwischen zwei benachbarten Galaxien befindet – etwa 50.000 Lichtjahre von einer nahegelegenen Spiralgalaxie und etwa 15.000 Lichtjahre von einer kleineren Galaxie entfernt.

Das Bild mit dem Titel „AT2023fhn HST WFC3/UVIS“ mit Farbschlüssel, Maßstabsleiste und Kompasspfeilen zeigt drei Galaxien vor dem samtigen schwarzen Weltraumhintergrund. Die größte ist die blau-weiße Spiralgalaxie in der Bildmitte. Zwei kleine Galaxien sind weiße Flecken links. Oben im Bild befindet sich ein seltsamer weißer Fleck mit roten Indikatoren. Dabei handelt es sich um ein helles Leuchten eines unbekannten explodierten Objekts, das jedoch keiner Galaxie zugeordnet werden kann. Bildnachweis: NASA, ESA, STScI, Ashley Chrimes (ESA-ESTEC/Radboud University)

„Die Hubble-Beobachtungen waren das wirklich Entscheidende. Sie machten uns klar, dass dies im Vergleich zu anderen ähnlichen Dingen ungewöhnlich war, denn ohne die Hubble-Daten hätten wir es nicht gewusst“, sagte Ashley Krems, Hauptautorin des Hubble-Artikels, der das veröffentlichte Entdeckung in einer kommenden Ausgabe der Zeitschrift Hubble. . Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society (MNRAS). Er ist auch ein Europäische Weltraumorganisation Wissenschaftlicher Mitarbeiter, ehemals an der Radboud-Universität, Nijmegen, Niederlande.

Während man annimmt, dass es sich bei diesen massiven Explosionen um eine seltene Art von Supernova handelt, die als Kollaps-Supernova bezeichnet wird, sind Riesensterne, die zur Supernova werden, gemessen an stellaren Maßstäben nur von kurzer Dauer. Daher haben massereiche Vorläufersterne nicht genügend Zeit, sich weit von ihrem Geburtsort – einer Gruppe neugeborener Sterne – zu entfernen, bevor sie explodieren. Alle bisherigen LFBOTs wurden in den Spiralarmen von Galaxien gefunden, in denen Sternentstehung stattfindet, Finch kommt jedoch in keiner Galaxie vor.

„Je mehr wir über LFBOTs erfahren, desto mehr überraschen sie uns“, sagt Krems. „Wir haben nun gezeigt, dass LFBOTs in großer Entfernung vom Zentrum der nächstgelegenen Galaxie auftreten können, und der Finch-Standort ist nicht das, was wir für irgendeine Art von Supernova erwarten würden.“

Erste Benachrichtigungen und zusätzliche Bestätigungen

Die Zwicky Transient Facility – eine bodengestützte Ultraweitwinkelkamera, die alle zwei Tage den gesamten nördlichen Himmel abtastet – machte Astronomen erstmals am 10. April 2023 auf Finch aufmerksam. Nachdem sie entdeckt worden war, starteten die Forscher ein vorab geplantes Programm für Finch . Notizen, die auf dem Laufenden waren und bereit waren, ihre Aufmerksamkeit schnell auf potenzielle LFBOT-Kandidaten zu richten, die auftauchen könnten.

Spektroskopische Messungen mit dem Gemini South-Teleskop in Chile ergaben, dass der Stieglitz eine sengende Temperatur von 36.000 Grad hat. F. Zwillinge halfen auch bei der Bestimmung seiner Entfernung von der Erde, sodass seine Leuchtkraft berechnet werden konnte. In Kombination mit Daten anderer Observatorien, darunter dem Chandra-Röntgenobservatorium der NASA und den Very Large Array Radio Telescopes der National Science Foundation, bestätigten diese Ergebnisse, dass es sich bei der Explosion tatsächlich um ein LFBOT handelte.

Mögliche Erklärungen und zukünftige Forschung

Eine Theorie besagt, dass LFBOTs dadurch entstehen könnten, dass sie von Sternen mittlerer Masse verschlungen werden schwarzes Loch (Zwischen 100 und 1000 Sonnenmassen). NASA James Webb-WeltraumteleskopDie hohe Auflösung und Infrarotempfindlichkeit könnten schließlich genutzt werden, um herauszufinden, dass Finch in einem Kugelsternhaufen im äußeren Halo einer von zwei nahegelegenen Galaxien explodierte. Ein Kugelsternhaufen ist der wahrscheinlichste Ort, an dem sich ein Schwarzes Loch mittlerer Masse befindet.

Um Finchs ungewöhnliche Position zu erklären, erwägen Forscher die Möglichkeit, dass es sich um eine Kollision zweier Neutronensterne handelt, die sich weit über ihre Heimatgalaxie hinausbewegen und seit Milliarden von Jahren aufeinander zusteuern. Solche Kollisionen erzeugen eine Kilonova, eine Explosion, die tausendmal stärker ist als eine normale Supernova. Es gibt jedoch eine spekulative Theorie, dass einer der Neutronensterne, wenn er stark magnetisiert wäre – ein Magnetar –, die Kraft der Explosion erheblich verstärken könnte, und zwar auf das Hundertfache der Helligkeit einer normalen Supernova.

„Diese Entdeckung wirft viel mehr Fragen auf, als sie beantwortet“, sagte Krems. „Es bedarf weiterer Arbeit, um herauszufinden, welche der verschiedenen möglichen Erklärungen richtig ist.“

Da astronomische Transienten überall und zu jeder Zeit auftreten können und aus astronomischer Sicht relativ vorübergehend sind, verlassen sich Forscher auf groß angelegte Untersuchungen, die kontinuierlich große Bereiche des Himmels überwachen können, um sie zu entdecken und andere Observatorien wie Hubble zu alarmieren, damit sie weiterverfolgen können. Anmerkungen.

Forscher sagen, dass eine größere Stichprobe erforderlich ist, um dieses Phänomen besser zu verstehen. Zukünftige Teleskope zur Überwachung des gesamten Himmels, wie das Vera C. Rubin Earth Observatory, könnten je nach grundlegender Astrophysik möglicherweise noch mehr entdecken.

Referenz: „AT2023fhn (The Sparrow): Ein schneller, leuchtend blauer optischer Transient mit großem Abstand zu seiner Wirtsgalaxie“ von AA Chrimes, PG Jonker, AJ Levan, DL Coppejans, N. Gaspari, BP Gompertz, PJ Groot, DB Malesani , A. Mummery, E. R. Stanway und K. Wiersema, angenommen, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.
arXiv:2307.01771v2

Das Hubble-Weltraumteleskop ist ein Projekt der internationalen Zusammenarbeit zwischen der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation. Das Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, betreibt das Teleskop. Das Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, führt wissenschaftliche Operationen auf Hubble und Webb durch. STScI wird für die NASA von der Association of Universities for Research in Astronomy in Washington, D.C. betrieben

Das internationale Astronomenteam in dieser Studie besteht aus AA Chrimes (Universität Radboud, Niederlande), PG Jonker (Universität Radboud und Niederländisches Institut für Weltraumforschung, Niederlande), AJ Levan (Universität Radboud, Niederlande); Universität WarwickVereinigtes Königreich), D. L. Coppejans (University of Warwick, Vereinigtes Königreich), N. Gaspari (Radboud University, Niederlande), B. P. Gompertz (Universität Birmingham, Vereinigtes Königreich), P. J. Groot (Radboud University, Niederlande; University of Cape Town und South African Astronomical Observatory, Südafrika), D. B. Malesani (Radboud University, Niederlande; Cosmic Dawn Centre (DAWN) und University of Copenhagen, Dänemark), A . Mummery (Oxford Astrophysics, UK), R. Stanway (University of Warwick, UK) und K. Wiersema (University of Hertfordshire, UK).