Schneller Blauer Optischer Transient
Schnelle blaue optischen Transients sind eine Gruppe von Supernovae-ähnlichen stellaren Explosionen. Sie unterscheiden sich von Supernovae durch ihren schnellen Anstieg zum Maximum, eine hohe Temperatur der Photosphäre während des Ausbruchs, das Fehlen eines zweiten Maximums durch radioaktiven Zerfall von 56Ni, eine hohe Leuchtkraft im Radiobereich, Mikrowellenbereich sowie der Röntgenstrahlung und treten ausschließlich in Zwerggalaxien auf.[1] Alternative Bezeichnungen für schnelle blaue optische Transients sind schnell evolvierende Transients oder schnelle leuchtkräftige Transients.
Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Schnelle blaue optische Transients zeigen einen schnellen Anstieg von der Explosion bis zum Maximum in 1–7 Tagen, einem raschen Abstieg t1/2 von 7 bis 12 Tagen und einer maximalen absoluten Helligkeit von MG von −16 bis −22. Dies liegt im Bereich der superleuchtkräftigen Supernovae.[2] Die beschriebenen Eigenschaften sind nicht unähnlich einer Supernova vom Typ IIb, die das Ergebnis einer Explosion eines kompakten Sterns sind mit einer ausgedehnten, aber dünnen Wasserstoffhülle und einem frühen Shock Breakout. Im Unterschied zu Supernova vom Typ IIb sind schnelle blaue optische Transients aber deutlich leuchtkräftiger und zeigen kein zweites Maximum durch den radioaktiven Zerfall von in der Explosion erzeugter Elemente.[3] Das Spektrum der schnellen blauen optischen Transients ist kontinuum-dominiert mit einer Schwarzkörpertemperatur von mehr als 10.000 K während des gesamten Ausbruchs, während die Photosphäre zunächst schnell expandiert und danach wieder schrumpft. Die maximale Leuchtkraft im Radio- und Mikrowellenbereich wird einige Wochen nach dem optischen Ausbruch erreicht. Im Röntgenbereich zeigt der Transient eine starke Veränderlichkeit um einen Faktor 10 innerhalb weniger Tage. Das späte optische Spektrum zeigt ausgeprägte Linien des Wasserstoff und Heliums.[4] Diese Gruppe von Transients ist sehr selten und ist bisher nur in Zwerggalaxien aufgetreten, die metallarm sind und nur wenig Anzeichen für Sternentstehung zeigen. Im Fall von AT2018cow wurde nach dem Ausbruch eine langfristig stabile quasiperiodische Oszillation im Bereich der weichen Röntgenstrahlung mit einer Frequenz von 224 Hertz gefunden. Die quasiperiodischen Oszillationen werden wie im Fall von aktiven Kernen von Galaxien oder Röntgendoppelsternen als Folge eines Akkretionsvorgangs auf ein schwarzes Loch oder Neutronenstern interpretiert.[5]
Mitglieder[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Stand März 2021 gehören zu den schnellen blauen optischen Transients[6]
- AT2018cow
- AT2020xnd
- ZTF18abvkwla
- CSS161010
Interpretation[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Die Kombination der Eigenschaften der schnellen blauen optischen Transients unterscheidet sie von allen bekannten Arten von Supernovae und anderen eruptiven Veränderlichen. Die Interpretationen basieren auf
- eine ungewöhnliche Form einer Electron-Capture Supernova[7]
- oder ein relativistischer Jet in einer Fallback-Supernova[8]
- ein Tidal Disruption Event eines Weißen Zwergs[9]
- der direkte Kollaps in ein schwarzes Loch durch eines schweren Sterns mit einem nachfolgenden durch Akkretion angetriebenen Jet[10]
- Eine gemeinsame Hülle polarer Jet Supernova Gaukler. In diesem Szenario kollidiert ein polarer Jet von einem Neutronenstern mit der zirkumstellaren Materie aus einer vorherigen Wechselwirkung zwischen einem roten Überriesen und dem Neutronenstern vor der Supernovaexplosion[11]
- Einem Tidal Disruption Event eines Wolf-Rayet-Sterns in einem Doppelsternsystem mit einem schwarzen Loch oder Neutronenstern[12]
Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
- ↑ Shing-Chi Leung et al.: A Model for Fast Blue Optical Transient AT2018Cow: Circumstellar Interaction of a Pulsational Pair-instability Supernova. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2008, arxiv:2008.11404v1.
- ↑ T. A. Pritchard et al.: The Exotic Type Ic Broad-Lined Supernova SN 2018gep: Blurring the Line Between Supernovae and Fast Optical Transients. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2008, arxiv:2008.04321v1.
- ↑ P. Mohan, T. An, J. Yang: The nearby luminous transient AT2018cow: a magnetar formed in a sub-relativistically expanding non-jetted explosion. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2019, arxiv:1911.11912v1.
- ↑ S. J. Prentice et al.: The Cow: discovery of a luminous, hot and rapidly evolving transient. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2018, arxiv:1807.05965v3.
- ↑ Dheeraj R. Pasham et al.: Evidence for a Compact Object in the Aftermath of the Extra-Galactic Transient AT2018cow. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2021, arxiv:2112.04531v1.
- ↑ Daniel A. Perley et al.: Real-time Discovery of AT2020xnd: A Fast, Luminous Ultraviolet Transient with Minimal Radioactive Ejecta. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2021, arxiv:2103.01968v1.
- ↑ Maxim Lyutikov, Silvia Toonen: Fast-rising blue optical transients and AT2018cow following electron-capture collapse of merged white dwarfs. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Band 487, Nr. 4, 2019, ISSN 0035-8711, S. 5618–5629, doi:10.1093/mnras/stz1640.
- ↑ Daniel A. Perley et al.: The Fast, Luminous Ultraviolet Transient AT2018cow: Extreme Supernova, or Disruption of a Star by an Intermediate-Mass Black Hole? In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2018, arxiv:1808.00969v4.
- ↑ N. Paul M. Kuin et al.: Swift spectra of AT2018cow: A White Dwarf Tidal Disruption Event? In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2018, arxiv:1808.08492v2.
- ↑ Daniel A. Perley et al.: Real-time Discovery of AT2020xnd: A Fast, Luminous Ultraviolet Transient with Minimal Radioactive Ejecta. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2021, arxiv:2103.01968v1.
- ↑ Noam Soker: A common envelope jets supernova (CEJSN) impostor scenario for fast blue optical transients. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2022, arxiv:2201.07728v1.
- ↑ Brian Metzger: Luminous Fast Blue Optical Transients and Type Ibn/Icn SNe from Wolf-Rayet/Black Hole Mergers. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2022, arxiv:2203.04331v1.