En junio de 2018, los telescopios de todo el mundo detectaron un destello azul brillante del brazo espiral de una galaxia a 200 millones de años luz de distancia. La poderosa explosión pareció al principio ser una supernova, aunque fue mucho más rápida y brillante quecualquier explosión estelar que los científicos hayan visto.origen.
Ahora, un equipo dirigido por el MIT ha encontrado pruebas sólidas de la fuente de la señal. Además de un destello óptico brillante, los científicos detectaron un pulso similar a una luz estroboscópica de rayos X de alta energía. Rastrearon cientos de millones de tales rayos Xpulsos de rayos de regreso a la Vaca, y encontraron que los pulsos ocurrieron como un reloj, cada 4.4 milisegundos, durante un lapso de 60 días.
Sobre la base de la frecuencia de los pulsos, el equipo calculó que los rayos X deben provenir de un objeto que no mide más de 1000 kilómetros de ancho, con una masa menor de 800 soles. Según los estándares astrofísicos, tal objeto se consideraríacompacto, muy parecido a un pequeño agujero negro o una estrella de neutrones.
Sus hallazgos, publicados hoy en la revista Astronomía de la naturaleza , sugiere fuertemente que AT2018cow probablemente fue producto de una estrella moribunda que, al colapsar, dio a luz a un objeto compacto en forma de agujero negro o estrella de neutrones. El objeto recién nacido continuó devorando el material circundante, comiéndose la estrella deel interior, un proceso que liberó una enorme explosión de energía.
"Probablemente hemos descubierto el nacimiento de un objeto compacto en una supernova", dice el autor principal Dheeraj "DJ" Pasham, científico investigador del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT. "Esto sucede en supernovas normales, pero no hemos"No lo había visto antes porque es un proceso muy complicado. Creemos que esta nueva evidencia abre posibilidades para encontrar agujeros negros bebés o estrellas de neutrones bebés".
"El corazón de la vaca"
AT2018cow es uno de los muchos "transitorios astronómicos" descubiertos en 2018. La "vaca" en su nombre es una coincidencia aleatoria del proceso de denominación astronómica por ejemplo, "aaa" se refiere al primer transitorio astronómico descubierto en 2018.La señal se encuentra entre unas pocas docenas de FBOT conocidos, y es una de las pocas señales de este tipo que se han observado en tiempo real. Su potente destello, hasta 100 veces más brillante que una supernova típica, fue detectado por un estudio.en Hawái, que envió alertas de inmediato a los observatorios de todo el mundo.
"Fue emocionante porque se empezaron a acumular muchos datos", dice Pasham. "La cantidad de energía era órdenes de magnitud más que la típica supernova de colapso del núcleo. Y la pregunta era, ¿qué podría producir esta fuente adicional de energía?"
Los astrónomos han propuesto varios escenarios para explicar la señal superbrillante. Por ejemplo, podría haber sido el producto de un agujero negro nacido en una supernova. O podría haber sido el resultado de un agujero negro de peso medio que quitó material de unestrella que pasa. Sin embargo, los datos recopilados por los telescopios ópticos no han resuelto la fuente de la señal de ninguna manera definitiva. Pasham se preguntó si se podría encontrar una respuesta en los datos de rayos X.
"Esta señal era cercana y también brillante en los rayos X, que es lo que llamó mi atención", dice Pasham. "Para mí, lo primero que me viene a la mente es que algún fenómeno realmente energético está generando X-rayos. Entonces, quería probar la idea de que hay un agujero negro u objeto compacto en el núcleo de la vaca ".
Encontrar un pulso
El equipo examinó los datos de rayos X recopilados por el Explorador de composición interior de estrellas de neutrones NICER de la NASA, un telescopio de monitoreo de rayos X a bordo de la Estación Espacial Internacional. NICER comenzó a observar a la Vaca unos cinco días después de su detección inicial por telescopios ópticos, monitoreando la señal durante los siguientes 60 días. Estos datos se registraron en un archivo disponible públicamente, que Pasham y sus colegas descargaron y analizaron.
El equipo examinó los datos para identificar señales de rayos X que emanan cerca de AT2018cow y confirmó que las emisiones no provenían de otras fuentes, como ruido de instrumentos o fenómenos de fondo cósmico. Se enfocaron en los rayos X y encontraron que la Vaca aparecióemitir ráfagas a una frecuencia de 225 hercios, o una vez cada 4,4 milisegundos.
Pasham aprovechó este pulso, reconociendo que su frecuencia podría usarse para calcular directamente el tamaño de lo que estuviera pulsando. En este caso, el tamaño del objeto pulsante no puede ser mayor que la distancia que la velocidad de la luz puede cubrir en 4.4milisegundos. Con este razonamiento, calculó que el tamaño del objeto no debe ser mayor de 1.3x10 8 centímetros, o aproximadamente 1.000 kilómetros de ancho.
"Lo único que puede ser tan pequeño es un objeto compacto, ya sea una estrella de neutrones o un agujero negro", dice Pasham.
El equipo calculó además que, basándose en la energía emitida por AT2018cow, no debe ascender a más de 800 masas solares.
"Esto descarta la idea de que la señal provenga de un agujero negro intermedio", dice Pasham.
Además de precisar la fuente de esta señal en particular, Pasham dice que el estudio demuestra que los análisis de rayos X de los FBOT y otros fenómenos ultrabrillantes podrían ser una nueva herramienta para estudiar los agujeros negros infantiles.
"Siempre que hay un fenómeno nuevo, hay entusiasmo de que pueda decir algo nuevo sobre el universo", dice Pasham. "Para los FBOT, hemos demostrado que podemos estudiar sus pulsaciones en detalle, de una manera que no es posible en la óptica.Entonces, esta es una nueva forma de entender estos objetos compactos recién nacidos ".
Esta investigación fue apoyada, en parte, por la NASA.
Video que explica el nuevo descubrimiento de AT2018cow : http://www.youtube.com/watch?v=NSZIewPb0zU
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