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Comprendre les Transients Rouges de Luminosité Intermédiaire

Un aperçu des caractéristiques et de l'importance des ILRTs dans l'évolution stellaire.

G. Valerin, A. Pastorello, A. Reguitti, S. Benetti, Y. -Z. Cai, T. -W. Chen, D. Eappachen, N. Elias-Rosa, M. Fraser, A. Gangopadhyay, E. Y. Hsiao, D. A. Howell, C. Inserra, L. Izzo, J. Jencson, E. Kankare, R. Kotak, P. A. Mazzali, K. Misra, G. Pignata, S. J. Prentice, D. J. Sand, S. J. Smartt, M. D. Stritzinger, L. Tartaglia, S. Valenti, J. P. Anderson, J. E. Andrews, R. C. Amaro, S. Brennan, F. Bufano, E. Callis, E. Cappellaro, R. Dastidar, M. Della Valle, A. Fiore, M. D. Fulton, L. Galbany, T. Heikkilä, D. Hiramatsu, E. Karamehmetoglu, H. Kuncarayakti, G. Leloudas, M. Lundquist, C. McCully, T. E. Müller-Bravo, M. Nicholl, P. Ochner, E. Padilla Gonzalez, E. Paraskeva, C. Pellegrino, D. E. Reichart, T. M. Reynolds, R. Roy, I. Salmaso, M. Singh, M. Turatto, L. Tomasella, S. Wyatt, D. R. Young

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Table des matières

Les Transients Rouges de Luminosité Intermédiaire (ILRTs) sont un type spécial d’événement cosmique qui se situe entre les novae classiques et les supernovae en termes de brillance. Ces événements ne sont pas très courants, et ils montrent des motifs uniques dans leur brillance au fil du temps. Dans cet article, on va examiner les caractéristiques et le comportement de quatre ILRTs spécifiques, montrant leur importance pour comprendre le cycle de vie des étoiles.

Caractéristiques des ILRTs

Les ILRTs ont des caractéristiques distinctes qui les différencient d'autres événements astronomiques. Ils ont généralement un pic unique de brillance qui diminue progressivement. La brillance de ces événements peut être liée au processus de Formation de poussière, où des particules de poussière se forment après l'explosion initiale. Les chercheurs analysent comment la lumière de ces événements change à travers différentes longueurs d'onde, ce qui aide à déterminer les propriétés physiques des transients.

Les quatre ILRTs dont on va parler sont :

  • NGC 300 2008OT-1
  • AT 2019abn
  • AT 2019ahd
  • AT 2019udc

Chacun de ces événements a fourni des données précieuses qui aident les scientifiques à en savoir plus sur la nature des ILRTs.

Les Observations

Pour étudier ces ILRTs, les astronomes ont collecté des données provenant de plusieurs télescopes à travers le monde, y compris des instruments optiques, infrarouges et moyen infrarouge. En utilisant diverses méthodes pour capturer des images et mesurer la brillance, ils ont pu analyser les Courbes de lumière de chaque transient. Cela incluait à la fois des données publiées provenant d'études antérieures et de nouvelles observations faites spécifiquement pour cette étude.

Analyse des Courbes de Lumière

Une courbe de lumière est un graphique qui montre comment la brillance d'un objet change avec le temps. Pour les ILRTs, les courbes de lumière affichent généralement une montée rapide vers un pic suivie d'une lente diminution. L'analyse de ces courbes est cruciale pour comprendre les processus sous-jacents qui animent ces événements.

Pour les quatre ILRTs, les courbes de lumière ont montré un pic distinct, avec NGC 300 2008OT-1 étant l'un des plus brillants. AT 2019abn s'est démarqué grâce à sa diminution plus lente, tandis qu'AT 2019udc a eu la diminution la plus rapide du groupe. Ces différences indiquent que, bien que tous les quatre ILRTs partagent des traits communs, ils montrent aussi des comportements individuels qui reflètent leurs histoires et environnements uniques.

Formation de Poussière et son Importance

Une observation clé dans de nombreux ILRTs est la présence de lumière infrarouge en excès détectée plusieurs mois après leur pic de brillance. Cela peut être attribué à la formation de poussière. Lorsqu'un événement explosif se produit, il peut éjecter du matériel qui refroidit et se condense en poussière, qui émet de la lumière infrarouge. Étudier les émissions infrarouges peut donner des indices sur les conditions physiques entourant ces transients.

Dans certains cas, les scientifiques ont découvert que la quantité de poussière formée pouvait atteindre des masses significatives, fournissant des informations importantes sur les processus d'évolution stellaire impliqués. Par exemple, la masse de poussière estimée pour l'un des transients était d'environ 10^-10 masses solaires. Cela suggère que la poussière joue un rôle crucial dans la manière dont nous percevons la lumière de ces événements.

Comportement Tardif

Au fil du temps, les ILRTs continuent d'évoluer. Les observations ont montré que certains ILRTs s'éteignent en dessous de la brillance de leurs étoiles progénitrices, ce qui suggère qu'ils pourraient représenter des événements terminaux dans la vie de leurs étoiles hôtes. Ce comportement a été confirmé par des campagnes de surveillance sur plusieurs années qui ont capturé leur lumière déclinante dans diverses longueurs d'onde.

Par exemple, AT 2019abn a été trouvé avoir pâli en dessous de sa brillance progénitrice cinq ans après son pic, soutenant encore l'idée que ces événements sont liés à la fin de la vie d'une étoile.

Comparaison avec d'autres Transients

Les ILRTs occupent une position unique dans le contexte plus large des explosions stellaires. Ils se situent entre les novae classiques (qui sont moins lumineuses et se produisent généralement dans des systèmes d'étoiles binaires) et les supernovae (qui sont beaucoup plus brillantes et représentent les agonies mortelles d'étoiles massives).

En comparant les ILRTs à d'autres types de transients, comme les supernovae à faible luminosité ou les novae rouges lumineuses, des distinctions claires émergent. Par exemple, bien que les ILRTs et les novae rouges lumineuses puissent montrer des signes de formation de poussière, leurs courbes de lumière et mécanismes sous-jacents diffèrent généralement de manière significative.

Modèles Théoriques et Prédictions

Les astronomes utilisent des modèles théoriques pour prédire comment les ILRTs devraient se comporter en fonction de leurs propriétés observées. Ces modèles prennent en compte divers facteurs comme la masse du matériel éjecté, sa vitesse et les circonstances environnantes.

Par exemple, certains modèles suggèrent que la faible brillance des ILRTs peut être expliquée par une explosion faible associée à une étoile de masse inférieure. Ce genre d'étoile pourrait subir une perte de masse substantielle au cours de sa vie, la faisant évoluer différemment par rapport aux étoiles plus massives.

Conclusion

Les Transients Rouges de Luminosité Intermédiaire jouent un rôle vital dans notre compréhension de l'évolution et de la mort des étoiles. En étudiant leurs courbes de lumière, la formation de poussière et l'environnement environnant, on comprend mieux les processus qui régissent le cycle de vie des étoiles. Les quatre ILRTs discutés fournissent un riche ensemble de données qui aidera à façonner les recherches futures et à enrichir notre connaissance de ces événements cosmiques fascinants.

Alors que les scientifiques continuent d'observer et d'analyser les ILRTs, on peut s'attendre à de nouvelles découvertes qui éclaireront encore plus la danse complexe de la naissance, de la vie et de la mort des étoiles à travers l'univers. La recherche continue dans ce domaine mènera sans aucun doute à une appréciation plus profonde des phénomènes remarquables se produisant dans le cosmos.

Source originale

Titre: A study in scarlet -- I. Photometric properties of a sample of Intermediate Luminosity Red Transients

Résumé: We investigate the photometric characteristics of a sample of Intermediate Luminosity Red Transients (ILRTs), a class of elusive objects with peak luminosity between that of classical novae and standard supernovae. We present the multi-wavelength photometric follow-up of four ILRTs, namely NGC 300 2008OT-1, AT 2019abn, AT 2019ahd and AT 2019udc. Through the analysis and modelling of their spectral energy distribution and bolometric light curves we infer the physical parameters associated with these transients. All four objects display a single peaked light curve which ends in a linear decline in magnitudes at late phases. A flux excess with respect to a single black body emission is detected in the infrared domain for three objects in our sample, a few months after maximum. This feature, commonly found in ILRTs, is interpreted as a sign of dust formation. Mid infrared monitoring of NGC 300 2008OT-1 761 days after maximum allows us to infer the presence of $\sim$10$^{-3}$-10$^{-5}$ M$_{\odot}$ of dust, depending on the chemical composition and the grain size adopted. The late time decline of the bolometric light curves of the considered ILRTs is shallower than expected for $^{56}$Ni decay, hence requiring an additional powering mechanism. James Webb Space Telescope observations of AT 2019abn prove that the object has faded below its progenitor luminosity in the mid-infrared domain, five years after its peak. Together with the disappearance of NGC 300 2008OT-1 in Spitzer images seven years after its discovery, this supports the terminal explosion scenario for ILRTs. With a simple semi-analytical model we try to reproduce the observed bolometric light curves in the context of few M$_{\odot}$ of material ejected at few 10$^{3}$ km s$^{-1}$ and enshrouded in an optically thick circumstellar medium.

Auteurs: G. Valerin, A. Pastorello, A. Reguitti, S. Benetti, Y. -Z. Cai, T. -W. Chen, D. Eappachen, N. Elias-Rosa, M. Fraser, A. Gangopadhyay, E. Y. Hsiao, D. A. Howell, C. Inserra, L. Izzo, J. Jencson, E. Kankare, R. Kotak, P. A. Mazzali, K. Misra, G. Pignata, S. J. Prentice, D. J. Sand, S. J. Smartt, M. D. Stritzinger, L. Tartaglia, S. Valenti, J. P. Anderson, J. E. Andrews, R. C. Amaro, S. Brennan, F. Bufano, E. Callis, E. Cappellaro, R. Dastidar, M. Della Valle, A. Fiore, M. D. Fulton, L. Galbany, T. Heikkilä, D. Hiramatsu, E. Karamehmetoglu, H. Kuncarayakti, G. Leloudas, M. Lundquist, C. McCully, T. E. Müller-Bravo, M. Nicholl, P. Ochner, E. Padilla Gonzalez, E. Paraskeva, C. Pellegrino, D. E. Reichart, T. M. Reynolds, R. Roy, I. Salmaso, M. Singh, M. Turatto, L. Tomasella, S. Wyatt, D. R. Young

Dernière mise à jour: 2024-07-31 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2407.21671

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.21671

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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