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# Física# Astrofísica solar e estelar

Entendendo os Transientes Vermelhos de Luminosidade Intermediária

Um olhar sobre as características e a importância dos ILRTs na evolução estelar.

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Índice

Os Transientes Vermelhos de Luminosidade Intermediária (ILRTs) são um tipo especial de evento cósmico que rola entre as novas clássicas e as supernovas em termos de Brilho. Esses eventos não são muito comuns e mostram padrões únicos na sua luminosidade ao longo do tempo. Neste artigo, vamos dar uma olhada nas características e no comportamento de quatro ILRTs específicos, destacando a importância deles para entender o ciclo de vida das estrelas.

Características dos ILRTs

Os ILRTs têm características distintas que os diferenciam de outros eventos astronômicos. Normalmente, eles têm um pico único de brilho que vai diminuindo com o tempo. O brilho desses eventos pode ser ligado ao processo de Formação de Poeira, onde partículas de poeira se formam após a explosão inicial. Os pesquisadores analisam como a luz desses eventos muda em diferentes comprimentos de onda, o que ajuda a determinar as propriedades físicas dos transientes.

Os quatro ILRTs que vamos discutir são:

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

Cada um desses eventos forneceu dados valiosos que ajudam os cientistas a aprender mais sobre a natureza dos ILRTs.

As Observações

Para estudar esses ILRTs, os astrônomos coletaram dados de múltiplos telescópios ao redor do mundo, incluindo instrumentos ópticos, infravermelhos e mid-infravermelhos. Usando vários métodos para capturar imagens e medir o brilho, eles conseguiram analisar as Curvas de Luz de cada transiente. Isso incluiu dados publicados de estudos anteriores e novas observações feitas especificamente para essa pesquisa.

Análise da Curva de Luz

Uma curva de luz é um gráfico que mostra como o brilho de um objeto muda ao longo do tempo. Para os ILRTs, as curvas de luz geralmente mostram uma subida rápida até um pico seguida por uma queda lenta. A análise dessas curvas é crucial para entender os processos que estão por trás desses eventos.

Para os quatro ILRTs, as curvas de luz mostraram um pico distinto, sendo que NGC 300 2008OT-1 foi um dos mais brilhantes. AT 2019abn se destacou por sua queda mais lenta, enquanto AT 2019udc teve a queda mais rápida do grupo. Essas diferenças indicam que, embora os quatro ILRTs compartilhem características comuns, eles também mostram comportamentos individuais que refletem suas histórias e ambientes únicos.

Formação de Poeira e Sua Importância

Uma observação chave em muitos ILRTs é a presença de luz infravermelha em excesso detectada vários meses após o pico de brilho. Isso pode ser atribuído à formação de poeira. Quando um evento explosivo acontece, ele pode ejetar material que esfria e se condensa em poeira, que emite luz infravermelha. Estudar as emissões infravermelhas pode fornecer pistas sobre as condições físicas ao redor desses transientes.

Em alguns casos, os cientistas descobriram que a quantidade de poeira formada poderia atingir massas significativas, fornecendo informações importantes sobre os processos de evolução estelar envolvidos. Por exemplo, a massa de poeira estimada para um dos transientes era em torno de 10^-10 massas solares. Isso sugere que a poeira desempenha um papel crucial na formação da luz que observamos desses eventos.

Comportamento Tardio

Conforme o tempo passa, os ILRTs continuam a evoluir. Observações mostraram que certos ILRTs desaparecem abaixo do brilho de suas estrelas progenitoras, o que sugere que eles podem representar eventos terminais na vida de suas estrelas hospedeiras. Esse comportamento foi confirmado por campanhas de monitoramento de vários anos que capturaram sua luz em queda em várias comprimentos de onda.

Por exemplo, o AT 2019abn teve sua luminosidade reduzida abaixo do brilho da progenitora cinco anos após o pico, apoiando ainda mais a ideia de que esses eventos estão ligados ao fim da vida de uma estrela.

Comparação com Outros Transientes

Os ILRTs ocupam uma posição única no contexto mais amplo das explosões estelares. Eles estão entre novas clássicas (que são menos luminosas e geralmente ocorrem em sistemas estelares binários) e supernovas (que são muito mais brilhantes e representam o fim da vida de estrelas massivas).

Ao comparar os ILRTs com outros tipos de transientes, como supernovas de baixa luminosidade ou novas vermelhas luminosas, surgem distinções claras. Por exemplo, enquanto tanto os ILRTs quanto as novas vermelhas luminosas podem mostrar sinais de formação de poeira, suas curvas de luz e mecanismos subjacentes tendem a diferir significativamente.

Modelos Teóricos e Previsões

Os astrônomos usam modelos teóricos para prever como os ILRTs devem se comportar com base em suas propriedades observadas. Esses modelos levam em conta vários fatores, como a massa do material ejetado, sua velocidade e as circunstâncias ao redor.

Por exemplo, alguns modelos sugerem que a baixa luminosidade dos ILRTs pode ser explicada por uma explosão fraca associada a uma estrela de menor massa. Esse tipo de estrela pode experimentar uma perda de massa substancial ao longo de sua vida, fazendo com que evolua de forma diferente em comparação com estrelas mais massivas.

Conclusão

Os Transientes Vermelhos de Luminosidade Intermediária desempenham um papel vital na nossa compreensão da evolução e morte estelar. Estudando suas curvas de luz, formação de poeira e o ambiente ao redor, conseguimos entender os processos que regem o ciclo de vida das estrelas. Os quatro ILRTs discutidos fornecem um conjunto rico de dados que vai ajudar a moldar pesquisas futuras e aumentar nosso conhecimento sobre esses fascinantes eventos cósmicos.

Conforme os cientistas continuam a observar e analisar os ILRTs, podemos esperar novas descobertas que vão iluminar ainda mais a complexa dança de nascimento, vida e morte estelar em todo o universo. A pesquisa contínua nessa área, sem dúvida, levará a uma apreciação mais profunda dos fenômenos notáveis que ocorrem no cosmos.

Fonte original

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

Resumo: 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.

Autores: 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

Última atualização: 2024-07-31 00:00:00

Idioma: English

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

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

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

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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