Un'insolita supernova studiata da più telescopi, tra cui il telescopio SOAR e altri telescopi presso il Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) della National Science Foundation (NSF) e il Kitt Peak National Observatory (KPNO) della NSF, si pensa che annunci la nascita di un nuovo buco nero o stella di neutroni, catturato nel momento esatto della sua creazione. Le osservazioni effettuate con strutture che vanno dai raggi X alle lunghezze d'onda ottiche e radio sono state utilizzate per comprendere questo straordinario evento. Queste osservazioni multi-messaggero offrono agli astronomi uno sguardo raro sulla fisica in gioco durante la creazione di un buco nero o di una stella di neutroni.

Un misterioso bagliore luminoso

Il 16 giugno, Nel 2018 un telescopio per il rilevamento del cielo alle Hawaii ha avvisato la comunità astronomica dell'improvvisa comparsa di un nuovo oggetto nel cielo. Era simile a una supernova, tranne che si è illuminato, e poi sbiadito, più veloce di una tipica supernova, ed era intrinsecamente più luminoso al suo apice. Una supernova (da nova che significa "nuova" stella) è un'esplosione improvvisa di una stella massiccia che ha raggiunto la fine della sua vita, che porta alla formazione di un buco nero o di una stella di neutroni. L'oggetto transitorio, assegnato la designazione AT2018cow, fu subito soprannominata "la Mucca" in base alle ultime 3 lettere del suo nome. "The Cow" si trova in una galassia relativamente vicina, a soli 200 milioni di anni luce dalla nostra galassia, la Via Lattea, in direzione della costellazione di Ercole.

Ci vuole una squadra

Subito dopo aver ricevuto l'avviso, un gruppo di ricerca internazionale guidato da Raffaella Margutti (Northwestern University) è entrato in azione e ha iniziato a osservare l'insolita sorgente attraverso lo spettro elettromagnetico, ai raggi X, ottico, lunghezze d'onda infrarosse e radio. I telescopi di tutto il mondo hanno contribuito allo sforzo utilizzando la spettroscopia per decodificare la natura della sorgente. Tra i telescopi che hanno contribuito c'era il Southern Astrophysical Research Telescope (SOAR) in Cile i cui strumenti hanno ottenuto gli spettri della mucca. Con spettri, che diffondono la luce in forma di arcobaleno, gli astronomi hanno potuto confermare rapidamente che la materia si stava espandendo dall'oggetto fino al 10% della velocità della luce.

Regis Cartier, che ha fatto le osservazioni SOAR, disse, "Quasi fin dall'inizio mi sono reso conto che questo transitorio era speciale. Era veloce, azzurro e luminoso, diverso da qualsiasi supernova vista prima. Ho abbandonato tutto il resto su cui stavo lavorando per concentrarmi sulla comprensione di questo evento." Oltre al telescopio SOAR, altri telescopi del CTIO e del KPNO della NSF hanno ripreso l'oggetto e hanno contribuito a creare un quadro più ampio mentre la mucca svaniva.

Una mucca quasi nuda

Poiché la stella collassata era circondata da una quantità relativamente piccola di detriti, il team è stato in grado di sbirciare attraverso i detriti e dare un'occhiata al "motore centrale" dell'oggetto. This rare event will help astronomers better understand the physics at play within the first moments of the creation of a black hole or neutron star. The results were presented today at this week's meeting of the American Astronomical Society in Seattle, Washington.

"We think that 'The Cow' is the formation of an accreting black hole or neutron star, " said Giacomo Terreran (Northwestern University), who led the CTIO observations. "We know from theory that black holes and neutron stars form when a star dies, but we've never seen them right after they are born." This event may represent a new class of objects within the category known as fast luminous transients.

A Whole New World of Transients

Although a supernova like the Cow has never been seen before, Cartier expects that astronomers will detect larger numbers of such rare events in the future. Now that surveys are searching for sources that vary on a wider range of timescales, "we've already discovered a whole family of fast transients that we didn't know existed, " noted Cartier.

The SOAR telescope is gearing up to help us understand these new events. Said Dr. Jay Elias, Director of SOAR, "The SOAR telescope was designed from the start to provide flexible instrument configurations, allowing it to respond quickly to events like this. There are many astronomical surveys observing interesting transient events, as well as other events, such as last year's kilonova detected by LIGO, which was also observed at SOAR. Very soon, there will be even more interesting transient events from the Large Synoptic Survey Telescope (LSST) and other large-scale survey telescopes." The LSST is a new telescope being built on the same mountaintop as the SOAR telescope with major funding from NSF:it will conduct a 10-year survey of the sky with special emphasis on transient events.