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What Astronomers are Gleaning from a Big Blast Called “Cow”

A collage of observatories used in the Caltech studies of Cow: ALMA, NuSTAR, and the Submillimeter Array.

Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); NASA/JPL-Caltech; SAO (Glen Petitpas)

2018年6月16日,一场前所未见的明亮恒星爆炸在天空中爆炸,迅速吸引了全球天文学家的注意。首先在夏威夷的阿特拉斯调查中发现,该事件通过随机命名系统被命名为2018年的奶牛,并很快获得了昵称"Cow。"爆炸后仅仅三天,Cow就比普通超新星亮了10倍,这是一场预示着一颗大质量恒星死亡的强大爆炸。

“我们仍然不知道这是什么,尽管它是历史上被研究得最深入的宇宙事件之一,”加州理工学院研究生、有关该事件的一项新研究的主要作者何安娜(Anna Ho, 17岁)说。她说,“奶牛”很可能是一颗超新星,尽管一些科学家提出,它可能是由一个黑洞撕裂了一种叫做白矮星的恒星造成的。

在事件发生后的数小时、数天、数周内,地面和太空的望远镜都把目光投向了奶牛,见证了电磁光谱中亮度的急剧增加,从高能x射线到低能无线电波。何和她的同事观察到了毫米波光,它的能量略高于无线电波。

她说:“我们从未见过一颗超新星有毫米波那么亮。"We shocked." 

何博士于1月10日在西雅图举行的美国天文学会第233届会议上公布了这些结果。她和她的团队在夏威夷使用亚毫米阵列爆炸五天后开始观察这头牛,不久之后又在智利使用由国家科学基金会资助的阿塔卡马大毫米阵列(ALMA)。他们观察了这一事件,从那以后亮度以毫米波衰减,断断续续持续了80天。

何说,毫米波数据显示,爆炸产生的冲击波以十分之一的光速向外传播。Ho说,毫米波数据告诉我们这些快节奏事件的早期演化,以及它们对环境的影响。结合毫米波与公开的x射线数据数据,团队也能得出这样的结论:牛可能"engine-driven, ",中央对象由一个supernova—如黑洞或密集的死星称为magnetar—是背后的一系列活动。

何说,在未来,天文学家应该能够在毫米波段观测到更多这样的实时宇宙事件,这要感谢阿特拉斯和加州理工学院帕洛玛天文台的Zwicky瞬变设施(ZTF)等最先进的研究,它们捕捉这些事件的速度比以前更快。你必须迅速采取行动捕捉毫米波,但是一旦你这样做了,你就获得了一扇了解这些剧烈爆炸中所发生情况的新窗口

加州理工学院的研究科学家布莱恩·格雷芬斯特(Brian Grefenstette)最近与人合著了另一项有关奶牛的研究,该研究由美国西北大学天体物理学跨学科探索与研究中心的拉菲拉·马尔古蒂(Raffaella Margutti)领导。除了其他望远镜外,研究小组还使用了美国宇航局的核光谱望远镜阵列(NuSTAR)来观测爆炸中释放的高能x射线。NuSTAR在高能x射线光谱中捕捉到一个不寻常的"bump",这也暗示了由超新星中形成的黑洞或磁星产生的引擎驱动的爆炸。

"是一名NuSTAR仪器科学家,他说,由于操作团队的敏捷,在Cow被发现后大约一周,NuSTAR就达到了目标。"天文学家认为这可能是对一个新生的致密物体的首次现场观察,比如一个黑洞,在x射线中明亮地发光。因为它嵌在超新星爆炸的喷出物中,所以引擎通常是隐藏在视野之外的。用“核星”进行的高能x射线观测对解开这一戏剧性事件的谜面至关重要

何教授领导的这项毫米波研究名为"AT2018cow:一种发光的毫米瞬态,"被接受发表在《天体物理学杂志》上。Ho由全球观测瞬变(增长)项目资助。加州理工学院的其他作者包括理论天体物理学教授斯特尔·菲尼;物理访问副教授维克拉姆·拉维;乔治·埃勒里·黑尔天文学和行星科学教授Shri Kulkarni;研究生Nikita Kamraj和天文学助理教授Mansi Kasliwal。

这项由Margutti和Grefenstette共同主持的研究名为",它是一种嵌入的x射线源,在2018年通过了非球面的at2018牛:揭示了最亮的快速进化的光学瞬态的内部工作原理,"被接受发表在《天体物理学杂志》上。

NuSTAR由加州理工学院的菲奥娜·哈里森(Fiona Harrison)领导,她是本杰明·m·罗森(Benjamin M. Rosen)的物理学教授,由位于华盛顿的美国宇航局科学任务理事会(NASA Science Mission Directorate)的喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)管理。加州理工学院为美国宇航局管理喷气推进实验室。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://www.caltech.edu/about/news/what-astronomers-are-gleaning-big-blast-called-cow-84911