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Descobertas Recentes em Supernovas Tipo II de Longa Duração

Novas descobertas ampliam nosso conhecimento sobre raras supernovas do Tipo II de longa duração em galáxias próximas.

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Índice

Supernovas são explosões espetaculares que rolam quando as estrelas chegam ao final do ciclo de vida delas. Entre elas, as Supernovas do Tipo II são especialmente interessantes, pois se formam a partir de estrelas massivas que colapsam e explodem. Algumas supernovas do Tipo II têm características únicas, como um aumento longo até o brilho máximo, que pode demorar mais de 40 dias. Este artigo foca na descoberta e análise de 13 supernovas do Tipo II de aumento longo identificadas em uma pesquisa recente de galáxias próximas.

O Que São Supernovas do Tipo II de Aumento Longo?

Supernovas do Tipo II de aumento longo são um subtipo específico que leva mais tempo que o normal para chegar ao brilho máximo. Elas têm uma curva de luz distinta que sobe devagar e depois atinge um pico antes de cair. Um dos exemplos mais famosos de uma supernova do Tipo II de aumento longo é SN 1987A, que aconteceu em uma galáxia próxima chamada Nuvem de Magalhães Grande. Essa supernova deu aos cientistas insights valiosos sobre o comportamento de estrelas massivas e os mecanismos por trás das explosões delas.

A Zwicky Transient Facility

Para entender mais sobre essas supernovas raras, os pesquisadores utilizaram a Zwicky Transient Facility (ZTF), uma pesquisa astronômica que examina o céu ao norte para capturar e classificar eventos transitórios como supernovas. A ZTF permite observações de alta cadência, o que significa que pode tirar várias imagens da mesma região do céu em intervalos curtos. Essa capacidade permite detectar eventos astronômicos fracos e passageiros, tornando-se uma ferramenta ideal para encontrar supernovas de aumento longo.

O Censo do Universo Local

Dentro da ZTF, um projeto conhecido como Censo do Universo Local (CLU) foca em identificar e caracterizar supernovas em galáxias próximas. Ao cruzar dados da ZTF com um catálogo de galáxias vizinhas, os pesquisadores têm como objetivo criar uma lista abrangente de supernovas que ocorreram em um volume de espaço específico. Essa abordagem sistemática ajuda a entender as taxas e propriedades de diferentes tipos de supernovas.

Descobertas de Supernovas do Tipo II de Aumento Longo

Durante um período de 3,5 anos, de junho de 2018 a dezembro de 2021, o projeto CLU identificou 13 supernovas do Tipo II de aumento longo. Isso quase dobra o número de supernovas do Tipo II de aumento longo conhecidas anteriormente. Cada um desses eventos foi cuidadosamente examinado, e os pesquisadores coletaram dados importantes sobre o brilho, curvas de luz e características espectrais.

Principais Características das Supernovas do Tipo II de Aumento Longo

As supernovas identificadas no estudo mostraram uma variedade de níveis de brilho em seus picos. As magnitudes absolutas, que indicam o quão brilhante a supernova apareceria a uma distância padrão, variaram bastante entre a amostra. Algumas supernovas mostraram linhas espectrais fortes, incluindo linhas de Ba II, que muitas vezes estão associadas a certos tipos de explosões estelares.

Como a Taxa de Supernovas do Tipo II de Aumento Longo É Determinada

Para entender quão comuns são as supernovas do Tipo II de aumento longo, os pesquisadores calcularam a taxa volumétrica delas. Isso envolve estimar quantas dessas supernovas ocorrem dentro de um determinado volume de espaço ao longo do tempo. Os resultados indicaram que as supernovas do Tipo II de aumento longo representam uma pequena porcentagem da taxa total de supernovas de colapso de núcleo.

A Importância da Espectroscopia em Estudos de Supernovas

Observações espectroscópicas, que fornecem informações sobre a luz emitida pela supernova, desempenham um papel crucial na classificação. Ao examinar as linhas espectrais presentes na luz da supernova, os cientistas conseguem determinar seu tipo, temperatura e outras características. No caso das supernovas do Tipo II de aumento longo, a presença de linhas largas de hidrogênio é uma característica chave que ajuda na classificação delas.

Galáxias Hospedeiras e Seu Papel

O ambiente em que uma supernova ocorre também oferece pistas importantes sobre sua natureza. Muitas supernovas do Tipo II de aumento longo são encontradas em regiões de baixa metallicidade, muitas vezes nas bordas de galáxias ou em galáxias anãs. Isso é significativo porque a composição química do ambiente pode influenciar a evolução da estrela progenitora e sua explosão final.

Resumo das Descobertas

O estudo das supernovas do Tipo II de aumento longo revelou uma gama diversificada de propriedades. Com a adição dessas 13 descobertas, os pesquisadores podem entender melhor as características e taxas desses eventos raros. A abordagem sistemática do CLU mostrou sua eficácia em identificar essas supernovas, abrindo caminho para futuras pesquisas.

O Futuro da Pesquisa de Supernovas

À medida que as pesquisas astronômicas continuam a melhorar e expandir, é provável que mais supernovas do Tipo II de aumento longo sejam descobertas. Futuras observações de telescópios que vêm por aí, como o Observatório Vera Rubin, prometem melhorar nossa compreensão desses eventos espetaculares. Ao coletar dados sobre um número maior de supernovas, os cientistas esperam estabelecer conexões entre suas propriedades e a física subjacente que governa suas explosões.

Conclusão

A exploração das supernovas do Tipo II de aumento longo é um campo empolgante de estudo em astrofísica. As descobertas recentes feitas através do projeto CLU da ZTF oferecem insights valiosos sobre esses eventos incomuns e contribuem para nossa crescente compreensão da evolução estelar. Com o avanço da tecnologia e dos métodos, a jornada para desvendar os mistérios do universo continua.

Fonte original

Título: Long-rising Type II Supernovae in the Zwicky Transient Facility Census of the Local Universe

Resumo: SN 1987A was an unusual hydrogen-rich core-collapse supernova originating from a blue supergiant star. Similar blue supergiant explosions remain a small family of events, and are broadly characterized by their long rises to peak. The Zwicky Transient Facility (ZTF) Census of the Local Universe (CLU) experiment aims to construct a spectroscopically complete sample of transients occurring in galaxies from the CLU galaxy catalog. We identify 13 long-rising (>40 days) Type II supernovae from the volume-limited CLU experiment during a 3.5 year period from June 2018 to December 2021, approximately doubling the previously known number of these events. We present photometric and spectroscopic data of these 13 events, finding peak r-band absolute magnitudes ranging from -15.6 to -17.5 mag and the tentative detection of Ba II lines in 9 events. Using our CLU sample of events, we derive a long-rising Type II supernova rate of $1.37^{+0.26}_{-0.30}\times10^{-6}$ Mpc$^{-3}$ yr$^{-1}$, $\approx$1.4% of the total core-collapse supernova rate. This is the first volumetric rate of these events estimated from a large, systematic, volume-limited experiment.

Autores: Tawny Sit, Mansi M. Kasliwal, Anastasios Tzanidakis, Kishalay De, Christoffer Fremling, Jesper Sollerman, Avishay Gal-Yam, Adam A. Miller, Scott Adams, Robert Aloisi, Igor Andreoni, Matthew Chu, David Cook, Kaustav Kashyap Das, Alison Dugas, Steven L. Groom, Anna Y. Q. Ho, Viraj Karambelkar, James D. Neill, Frank J. Masci, Michael S. Medford, Josiah Purdum, Yashvi Sharma, Roger Smith, Robert Stein, Lin Yan, Yuhan Yao, Chaoran Zhang

Última atualização: 2024-03-12 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2306.01109

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.01109

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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