Die uneinheitliche Umgebung einer seltenen kosmischen Explosion zeigte sich

Eine Künstlerkonzeption von FBOT. Bildnachweis: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF

Die FBOTs sind schwer zu finden, da sie sehr schnell am Himmel erscheinen und verschwinden. Einige von ihnen wurden jedoch in den letzten Jahren durch das Aufkommen von Umfragen entdeckt, die den Himmel fast täglich scannen. FBOTs, die auch im Radio emittieren, sind doppelt selten, aber besonders interessant, da Funkbeobachtungen dazu beitragen, die Eigenschaften der Umgebung dieser Explosionen und ihrer Vorläufer zu bestimmen.

Die FBOT AT2018cow wurde am 16. Juni 2018 entdeckt. In einer Entfernung von etwa 215 Millionen Lichtjahren zeigte die Kuh eine viel größere Leuchtkraft als normale Supernovae. Prof. Poonam Chandra (NCRA-TIFR) und Dr. AJ Nayana (ehemaliger Doktorand von Prof. Poonam Chandra) führten mit dem uGMRT Funkbeobachtungen von AT 2018cow durch, um die Eigenschaften seiner erweiterten Umgebung und Emissionsregion zu bestimmen. “Unsere Studie hat enorm von den einzigartigen Niederfrequenzfähigkeiten des uGMRT profitiert. Die uGMRT-Beobachtungen der” Kuh “spielten eine einzigartige Rolle bei der Ermittlung der ungleichmäßigen Dichte um diese Explosion”, sagt Nayana. Sie fügte hinzu: “Unsere Arbeit liefert den ersten Beobachtungsnachweis für eine inhomogene Emission eines FBOT. Die Dichte des Materials um diese Explosion sinkt drastisch um 0,1 Lichtjahre vom Übergang. Dies deutet darauf hin, dass der Vorläuferstern von AT2018cow viel schneller Masse abgab gegen Ende seines Lebens. “

AT 2018cow ist auch insofern ungewöhnlich, als es schon sehr lange im Radio zu beobachten ist. Je länger man die Emission nach der Explosion beobachten kann, desto mehr Strecke hat das Material zurückgelegt, das während der Explosion ausgestoßen wurde. Dies ermöglicht es, die großräumige Umgebung der Quelle zu untersuchen. Dr. AJ Nayana und Prof. Poonam Chandra beobachten die Kuh seit ca. 2 Jahren mit dem uGMRT, um ihre Eigenschaften zu verstehen. “Dies ist der erste FBOT, der so lange bei niedrigen Funkfrequenzen gesehen wurde, und die uGMRT-Daten lieferten wichtige Informationen über die Umgebung dieses Transienten.”, Sagte Nayana. Poonam Chandra erklärt: “Dies ist das Schöne an niederfrequenten Funkbeobachtungen. Man kann die Fußabdrücke des Vorläufersystems lange vor seiner Explosion verfolgen. Es ist interessant, dass sich das Material der Explosion mit einer Geschwindigkeit von mehr als 20% bewegt Licht auch nach ~ 257 Tagen nach der Explosion ohne Verzögerung “.

Während der Ursprung von FBOTs noch diskutiert wird, können detaillierte Funkbeobachtungen Hinweise auf verschiedene physikalische Parameter dieser Ereignisse geben, wie die Geschwindigkeit des Materials, das aus dieser Explosion hervorgegangen ist, die Magnetfeldstärke und die Geschwindigkeit, mit der das Vorläufersystem seine Daten abgibt Masse vor der Explosion usw. Die uGMRT-Beobachtungen der “Kuh” legen nahe, dass der Vorläufer sein Material in den Jahren kurz vor seinem Lebensende ~ 100-mal schneller ausbrach als ~ 23 Jahre vor der Explosion. Außerdem zeigte AT2018cow Inhomogenitäten in der radioemittierenden Region, während die anderen beiden radiohellen FBOTs diese Eigenschaften nicht zeigten, was die “Kuh” in der Gruppe einzigartig machte. “Beobachtungen von mehr FBOTs mit dem uGMRT werden Informationen über ihre Umgebung und Vorläufer liefern, um ein umfassendes Bild der Eigenschaften dieser faszinierenden Transienten zu entwickeln”, sagt Nayana.

Das GMRT ist eine Anordnung von 30 45-m-Antennen, die sich über eine Fläche von 25 km² im Dorf Khodad, Narayangaon, Indien, erstrecken und von NCRA-TIFR, Pune, gebaut und betrieben werden. Derzeit ist es eines der empfindlichsten Niederfrequenz-Radioteleskope der Welt.

Das Papier wurde in der Ausgabe The Astrophysical Journal Letters vom 30. April 2021 veröffentlicht.

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