AT2018cow: 天文の謎
AT2018cowの珍しい動きが科学者たちを魅了していて、彼らはその起源を探ろうとしている。
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明るい青い天体AT2018cowは、その異常な挙動から科学者たちの注目を集めてる。一時的な天文学的イベントで、様々な波長で調査されてきたけど、何なのか一致した見解はない。今回はAT2018cowの観測と分析について、最初に見つかった後の異なる時点に注目して、他の天文学的イベントとの関連を話そう。
観測
バーストの713日から1474日までの間に集めたハッブル宇宙望遠鏡のデータを見たよ。この期間にAT2018cowの明るさと色の変化を詳しく調べて、そこにある複雑な背景を考慮しようとした結果、AT2018cowは紫外線(UV)の光で弱くなっていて、光学的には微妙に変わってることがわかった。
最新の観測でも、AT2018cowの色は周囲のコンパクトな星形成領域よりもまだ青かった。これはAT2018cowがその周辺の光にまだ寄与してる可能性を示唆してる。ただ、その周りの環境にある要因、例えば近くの光源が全体の明るさや色に影響を与えることもある。
測定の課題
天体の明るさを正確に測るのは難しいことがある。背景には他の星やガスが含まれていて、AT2018cowの読み取りに干渉することがある。例えば、特定の光学フィルターを通して見ると、複雑で拡散した背景があって正確な測定が難しくなる。
一部の研究者はAT2018cowが超新星である可能性に注目してる。けど、他の人はその光曲線、つまり時間経過による明るさの変化が潮汐破壊イベント(TDE)として知られるものと似てると言ってる。
さまざまなトランジェントの比較
ここ10年で、科学者たちは速い青い光学トランジェント(FBOTs)という新しいタイプのトランジェントを特定した。これらの天体は、急速な明るさの増減と高い明るさレベルで特徴づけられる。AT2018cowもその一つで、ユニークな特徴が大きな関心を集めてる。
AT2018cowが他のイベントとどのように因果関係を持つかについては多くの理論があるけど、その挙動の背後にある特定のメカニズムはまだ不明。奇妙なタイプの超新星か、ブラックホールに関連しているのかもしれない。これらのイベントの性質についてはまだ議論が続いてて、研究者たちは調査を続けてる。
詳細な測定と方法
AT2018cowを深く理解するために、いくつかの高度なツールを使って様々な分析を行った。ハッブル宇宙望遠鏡で集めた3つの重要なデータのエポックに焦点を当てた。観測には、光のスペクトルの異なる部分を調べるための複数のフィルターが含まれてる。
特定のエリア内のAT2018cowの光を測定するアパーチャフォトメトリーを行った。この測定タイプは、周囲のノイズから干渉を受けずにトランジェントについてのデータを集めるのに役立つ。点拡散関数(PSF)フォトメトリーも使って、光源が点状か拡張しているかを判断して、AT2018cowからの光の性質を理解する手助けをした。
この研究では、AT2018cowが時間経過でどのように進化してきたかを完全に把握するために、様々な画像とデータソースを利用した。異なる観測からの画像を揃えることで、同じ領域を正確に測定していることを確認できた。
明るさの減少と色の変化
観測の間に、AT2018cowは複数のフィルターで明るさが減少した。特に、2つのUVフィルターで顕著な違いが見られて、フェーディングプロセスを示唆してる。光学フィルターでもフェーディングは観測されたけど、程度は少なめ。
一部の測定では、光学バンドの明るさは比較的一定に保たれてて、これはトランジェントからの光が減少している一方で、背景光が安定している可能性がある。これらの観測の組み合わせは、進化しているけどまだ少しの残光を持つトランジェントイベントの姿を描いてる。
近くの星形成領域との関連
研究者たちは、AT2018cowから検出された光がトランジェント自体だけでなく、近くの星形成領域から来ているかもしれないと考えた。一部のAT2018cow周辺の領域は強い星形成の兆候を示していて、光に寄与しているかもしれない。AT2018cowが観測された明るさに純粋に責任があるのか、他の要因が関与しているのかの疑問はまだ残ってる。
色と光の出力を比較すると、近くのいくつかの光源がUV色で似たような特徴を示したけど、AT2018cowの明るさと完全に一致するものはなかった。これからAT2018cowは特別な存在で、ホスト銀河内でユニークなイベントである可能性を示唆してる。
親のシナリオと理論
AT2018cowを巡る謎はその起源についてのさまざまな仮説を引き起こしてる。一つの理論は、ブラックホールによって破壊される星、つまり潮汐破壊イベント(TDE)から生じるというもの。これはAT2018cowの観測された特性、特にそのユニークな光曲線と一致する。
もう一つの仮説は、AT2018cowが特定のタイプの急速に進化する巨星と関連している可能性があるというもの。急速な明るさの増加とその後のフェーディングは、特定のタイプの超新星で観測されるパターンに合致してる。理論に関係なく、AT2018cowの背後にある正確なメカニズムは未解決のままだ。
結論:進行中の研究
私たちの作業と継続的な研究を通じて、AT2018cowに関する様々なデータを発見して、その複雑さとTDEや超新星との関連を明らかにしてきた。明るさと色の変動の観測は、この興味深いトランジェントイベントの性質についての洞察を与えてくれる。
AT2018cowについてはまだ学ぶべきことがたくさんある。今後の観測や研究がその特徴を明確にし、起源の秘密を解き明かす手助けになるかもしれない。こうしたイベントを理解することは、私たちの宇宙のダイナミクスや星のライフサイクルを理解する上で重要だ。AT2018cowの周りの疑問は、天体物理学の分野に内在する興奮と挑戦を際立たせている。
タイトル: Late time HST UV and optical observations of AT~2018cow: extracting a cow from its background
概要: The bright, blue, rapidly evolving AT2018cow is a well-studied peculiar extragalactic transient. Despite an abundance of multi-wavelength data, there still is no consensus on the nature of the event. We present our analysis of three epochs of Hubble Space Telescope (HST) observations spanning the period from 713-1474 days post burst, paying particular attention to uncertainties of the transient photometry introduced by the complex background in which AT2018cow resides. Photometric measurements show evident fading in the UV and more subtle but significant fading in the optical. During the last HST observation, the transient's optical/UV colours were still bluer than those of the substantial population of compact, young, star-forming regions in the host of AT2018cow, suggesting some continued transient contribution to the light. However, a compact source underlying the transient would substantially modify the resulting spectral energy distribution, depending on its contribution in the various bands. In particular, in the optical filters, the complex, diffuse background poses a problem for precise photometry. An underlying cluster is expected for a supernova occurring within a young stellar environment or a tidal-disruption event (TDE) within a dense older one. While many recent works have focused on the supernova interpretation, we note the substantial similarity in UV light-curve morphology between AT2018cow and several tidal disruption events around supermassive black holes. Assuming AT2018cow arises from a TDE-like event, we fit the late-time emission with a disc model and find $M_{BH} = 10^{3.2{\pm}0.8}$ M$_{\odot}$. Further observations are necessary to determine the late-time evolution of the transient and its immediate environment.
著者: Anne Inkenhaag, Peter G. Jonker, Andrew J. Levan, Ashley A. Chrimes, Andrew Mummery, Daniel A. Perley, Nial R. Tanvir
最終更新: 2023-08-14 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://arxiv.org/abs/2308.07381
ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2308.07381
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた arxiv に感謝します。
参照リンク
- https://www.astronomy.ohio-state.edu/asassn/
- https://archive.stsci.edu/
- https://drizzlepac.readthedocs.io/en/latest/astrodrizzle.html
- https://sextractor.readthedocs.io/en/latest/index.html
- https://www.stsci.edu/hst/instrumentation/wfc3/data-analysis/photometric-calibration/uvis-encircled-energy
- https://www.stsci.edu/hst/instrumentation/wfc3/data-analysis/photometric-calibration/uvis-photometric-calibration
- https://hst-docs.stsci.edu/wfc3ihb/chapter-6-uvis-imaging-with-wfc3/6-6-uvis-optical-performance
- https://hst-docs.stsci.edu/wfc3ihb/chapter-6-uvis-imaging-with-wfc3/6-5-uvis-spectral-elements
- https://www.astropy.org
- https://svo2.cab.inta-csic.es/theory/fps/
- https://doi.org/10.5281/zenodo.8246571