アサスン-15lh

アサスン-15C
Godoy-Riveraら（2017）が発表したデータからプロットされたASASSN-15lhの可視バンド光曲線。 [ 1 ]紫色の線はホスト銀河の明るさを示しています。
SLSNe（タイプIc）、SNSLSN-I ウィキデータで編集する
赤経22時間2分15.45秒[ 2 ]
赤緯−61° 39′ 34.64″ [ 2 ]
距離1,171メガパーセク3.82ギガ光年
赤方偏移0.2326 ウィキデータで編集する
ホストAPMUKS(BJ) B215839.70−615403.9 [ 3 ]
最大見かけ等級16.9
その他の指定SN 2015L
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ASASSN-15lh（超新星の名称はSN 2015L）は、全天自動超新星探査（ASAS-SN）によって発見された、極めて明るい天文現象であり、超高輝度超新星現象の様相を呈している。2015年6月14日に初めて検出され、南のインダス座にある暗い銀河内に位置し、これまでに観測された超新星状天体の中で最も明るいものであった。[ 4 ]ピーク時には、ASASSN-15lhは太陽の5700億倍の明るさを誇り、天の川銀河全体の放射光の20倍の明るさであった。[ 4 ]放射エネルギーはPS1-10adiを上回った。

ASASSN-15lhの性質については議論が続いています。最も一般的な説明としては、これまで観測された中で最も明るいI型超新星（極超新星）である、あるいは10億分の1の超大質量ブラックホールの周囲で発生した潮汐破壊現象である、というものがあります。[ 5 ]その他の仮説としては、重力レンズ効果、ウォルフ・ライエ星内部のクォーク新星、マグネターの急速なスピンダウンなどが挙げられます。  

発見

この超新星の可能性は、2015年6月にチリのセロ・トロロ米州天文台にあるASAS-SNの14cm双子望遠鏡による観測中に初めて確認され、研究チームはこれをASASSN-15lhと命名した。[ 6 ]これは画像上で一時的な光点として現れ、他の望遠鏡による追加観測によって確認された。[ 6 ] ASASSN-15lhのスペクトルはチリの2.5メートルデュポン望遠鏡によって提供された。 [ 6 ]南部アフリカ大型望遠鏡は赤方偏移、ひいては距離と光度を決定するために使用された。 [ 3 ]スウィフト宇宙望遠鏡も観測に貢献した。[ 3 ] 7月24日、この現象は正式に天文中央電報局から超新星SN 2015Lの名称を受けた。[ 7 ]

その後、ASASSN-15lhの他の画像は、2015年5月8日という早い時期に撮影されていたことが判明しました。この時点での視等級は17.4でした。5月8日からこの超新星は増光を続け、6月5日に16.9等級のピーク輝度に達しました。9月までに輝度は18.2等級まで低下しました。[ 3 ]極大輝度の約90日後から、青色および紫外線波長において最大1.75等級の異常な「再増光」が見られました。これは、120日間続いた放射輝度のプラトーと一致していました。[ 1 ]

プロパティ

赤方偏移と大きな銀河の核に投影された位置に基づいて、ASASSN-15lhの距離は1,171 Mpcと計算され、大きな明るい銀河にあります。[ 3 ]

ピーク時のASASSN-15lhの絶対等級はAB等級システムuバンドで-23.5でした。その放射光度は、これまで最も明るいI型超高輝度超新星iPTF13ajgの2倍です。[ 8 ]最も明るい時には、天の川銀河全体の約50倍の明るさで、[ 9 ]エネルギー流束は太陽の5700億倍でした。[ 10 ] [ 11 ]最初の50日間に放射された総エネルギーは、1.1 × 10 45ジュール。[ 3 ] ASAS-SNの主任研究者の一人であるオハイオ州立大学のクリストフ・スタネック氏 によると、「もしそれが我々の銀河系にあったら、満月よりも明るく輝き、夜はなく、昼間でも簡単に見えるはずだ」とのことだ。[ 12 ]

ASASSN-15lhのスペクトルは比較的特徴がなく、水素やヘリウムの線は見られなかったが、非常に広い吸収帯が2つあった。イオン化マグネシウムの吸収二重線が検出され、赤方偏移0.2326の確認に用いられた。 [ 3 ]

ASASSN-15lhの最大光度時の温度は20,000 Kであったが、爆発初期にはさらに高温であった。ピークから50日後までに温度は11,000 Kまで低下し、その後は比較的一定に保たれた。ASASSN-15lhのピーク時の半径は70,000  R ☉を超えた[ 3 ]。ASSASN -15lhの質量は40  M ☉である[1]。

ホスト銀河

ASASSN-15lhの主銀河はAPMUKS(BJ) B215839.70−615403.9で、天の川銀河よりもはるかに大きく明るい。視等級は18.5で、赤色を呈し、星形成率は低い。超新星爆発が起こるまで、安定した明るさを維持していた。銀河のスペクトルの中で最も強い部分は、近赤外線の波長1μm付近にある。[ 3 ]

提案されたメカニズム

非常に大規模なASASSN-15lh爆発の正確なメカニズムは未だ解明されておらず、大量の崩壊するニッケル56の存在からマグネターによる増幅効果まで、様々な憶測が飛び交っている。比較的静止した銀河におけるこの異常な位置は、科学者が同様の現象を発見・観測するための手がかりとなる可能性がある。[ 13 ]

超高輝度超新星

当初の仮説では、ASASSN-15lhはこれまで観測された中で最も極端な超高輝度超新星（SLSN）であると考えられていましたが、いくつかの点で異例であることが認識されました。スペクトルは他のI型SLSNと厳密には一致せず、以前のSLSNは比較的小規模な活動的な星生成銀河で発見されており、大規模な銀河の中心領域では発見されていませんでした。[ 13 ]二重ピークの光度曲線はSLSNでは予想されておらず、総エネルギー出力は理論限界に近づいています。[ 3 ]

スペクトルに水素とヘリウムの特徴が見られないことは、水素とヘリウムの両方が欠如している天体で爆発が起きたことを示唆しており、これは大質量のウォルフ・ライエ星のような、元素が著しく剥ぎ取られた星を示唆している。爆発のエネルギー特性から判断すると、大質量の星が必要となる。

マグネター

異常に明るい超新星のモデルの一つは、高速で回転する中性子星の回転エネルギーを極ジェットに変換し、それが周囲の物質を加熱するというものです。ASASSN-15lhが生み出すエネルギーは、この種の爆発の理論的限界を超えており、マグネターモデルでは詳細な特性を再現することが困難です。[ 3 ]

クォーク新星

ASASSN-15lhの異例な説明の一つは、 WO型ウォルフ・ライエ星の超新星爆発中にクォーク新星が生成されたというものである。このクォーク新星は超新星の残骸である中性子星によって生成され、ウォルフ・ライエ星の核崩壊から数日後に発生する。この説明は観測された事象の多くの異常な特徴を再現できるが、やや推測の域を出ず、広く受け入れられているわけではない。[ 14 ]

潮汐破壊事象（TDE）

莫大なエネルギーを生成する方法として知られているのが、超大質量ブラックホールによる星などの天体の潮汐破壊である。ASASSN-15lh は、超大質量ブラックホールが存在する可能性のある大きなパッシブ銀河の核で発生した。ASASSN-15lh のホスト銀河で予想される質量のブラックホールは、通常、目に見えるフレアを発生することなく星を飲み込む。予想される質量のブラックホールの周りの TDE から高輝度フレアが発生する条件は珍しいが、高速回転するカーブラ​​ックホールは、事象の地平線の外側で太陽と同等の質量を持つ星を破壊し、高温の降着円盤と明るい過渡現象を発生させる可能性がある。これは、温度変化、再増光、および異常なスペクトル変化も説明できる可能性がある。[ 15 ]しかし、ASASSN-15lh のスペクトルに水素やヘリウムの線が存在しないことが、TDE シナリオにとって大きな問題となっている。

重力レンズ効果

地球に近い非常に質量の大きい天体による非常に遠方の天体の重力レンズ効果によって、予想外に明るい可視天体が生成されることがあります。しかし、これは通常、ASASSN-15lhよりもはるかに遠方の天体で発生し、レンズ効果を生み出すのに適した銀河団の存在を示す観測結果は存在しません。[ 3 ]

参考文献

  1. ^ a b Godoy-Rivera, D.; Stanek, KZ; Kochanek, CS; Chen, Ping; Dong, Subo; Prieto, JL; Shappee, BJ; Jha, SW; Foley, RJ; Pan, Y.-C.; Holoien, TW-S.; Thompson, Todd. A.; Grupe, D.; Beacom, JF (2017). 「超高輝度超新星ASASSN-15lhの予期せぬ長期的紫外線再増光」 . Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 466 (2): 1428. arXiv : 1605.00645 . Bibcode : 2017MNRAS.466.1428G . doi : 10.1093/mnras/stw3237 . S2CID  119253925。
  2. ^ a b Young, Monica (2015年7月12日). 「最も明るい超新星」 . Sky & Telescope . 2016年1月16日閲覧。
  3. ^ a b c d e f g h i j k l Dong、S.;シャピー、BJ。プリエト、JL;サウスウェールズ州ジャー。スタネック、ケンタッキー州。ホロイエン、TW-S。コチャネク、CS;トンプソン、TA;モレル、N .他。 (2016 年 1 月 15 日)。 「ASASSN-15lh：高輝度超新星」。科学。351 (6270 ) : 257–260。arXiv : 1507.03010 。Bibcode : 2016Sci...351..257D。土井：10.1126/science.aac9613。PMID 26816375。S2CID 31444274。  
  4. ^ a bジェシカ・オーウィグ（2016年1月14日）「太陽の5700億倍の明るさで輝く新発見の宇宙爆発に天文学者たちは困惑」 Business Insider 2016年3月22日閲覧。
  5. ^ Leloudas、G.;フレイザー、M.ノースカロライナ州ストーン。ヴァン・ベルゼン、Ｓ．ジョンカー、PG;アルカビ、I。フレムリング、C.マウンド、JR。サウスカロライナ州スマート。クライラー、T.ミラー・ジョーンズ、JCA;フリースウェイク首相。ガル・ヤム、A.ペンシルバニア州マッツァリ。デ・シア、A.ジョージア州ハウエル。インセラ、C.パタット、F.デ・ウガルテ・ポスティゴ、A.ヤロン、O.アシャル、C.バー、I。キャンベル、H.チェン、T.-W.チルドレス、M.エリアス・ローザ、N.ハルマネン、J.ホセインザデ、G.ヨハンソン、J.カンガス、T.カンカレ、E.キム、S.クンカラヤクティ、H. Lyman, J.; Magee, MR; Maguire, K.; Malesani, D.; Mattila, S.; McCully, CV; Nicholl, M.; Prentice, S.; Romero-Cañizales, C.; Schulze, S.; Smith, KW; Sollerman, J.; Sullivan, M.; Tucker, BE; Valenti, S.; Wheeler, JC; Young, DR (2016年12月12日). 「カーブラックホールからの潮汐破壊イベントとしての超高輝度トランジェントASASSN-15lh」. Nature Astronomy . 1 (1): 0002. arXiv : 1609.02927 . Bibcode : 2016NatAs...1E...2L . doi : 10.1038/s41550-016-0002 .
  6. ^ a b cビリングス、リー（2016年1月14日）「発見：史上最強の超新星」サイエンティフィック・アメリカン誌。 2016年1月16日閲覧。
  7. ^ S.ドン; BJシャピー; JLプリエト;サウスウェールズ州ジャー; KZスタネック; TW-S。ホロイエン。 CSコチャネック。 TA・トンプソン。N.モレル; IB・トンプソン。 U.バス; JFビーコム; D.バーシエ; J. ブリマコム; JSブラウン; P.チェン; E.コンセイユ; ABダニレット。 E.ファルコ; D.グループ;清田真司; G.マシ; B. ニコルズ; F.オリバレス。 G. ピニャータ; G. ポジマンスキー; GV シモニアン; DMシュシギエル; PR ウォズニアック（2015年7月24日）。ダニエル・WE・グリーン（編）。「SN2015L」。中央局電子電報（4120）。中央天文電報局：1.書誌コード：2015CBET.4120....1D。
  8. ^ Young, Monica (2016年1月15日). 「最も明るい超新星が天文学者を困惑させる」 . Sky & Telescope . 2016年1月16日閲覧。
  9. ^カーネギー科学研究所 (2016年1月14日). 「これまで発見された中で最も明るい超新星」 . phys.org . 2016年1月15日閲覧。
  10. ^ Cowen, Ron (2016年1月14日). 「史上最も明るい超新星、依然として天文学者を困惑させる」Nature . doi : 10.1038/nature.2016.19176 . S2CID 182077393 . 
  11. ^ Bhanoo, Sindya N. (2016年1月15日). 「超新星のエネルギーは太陽の数千億倍」 .ニューヨーク・タイムズ. 2016年1月16日閲覧。
  12. ^ボイル、レベッカ（2016年1月14日）「史上最も明るい超新星を発見したが、説明できない」ニューサイエンティスト誌。2016年1月15日閲覧。
  13. ^ a bトムソン、ジェイソン（2016年1月14日）「天文学者、史上最も明るい超新星を発見」クリスチャン・サイエンス・モニター。 2016年1月15日閲覧。
  14. ^ Ouyed, Rachid; Leahy, Denis; Welbanks, Luis; Koning, Nico (2016). 「超高輝度（I型）超新星ASASSN-15lh：酸素型ウォルフ・ライエ超新星残骸内部のクォーク新星の可能性」. arXiv : 1611.03657 [ astro-ph.HE ].
  15. ^ Leloudas, G.; Fraser, M.; Stone, NC; Van Velzen, S.; Jonker, PG; Arcavi, I.; Fremling, C.; Maund, JR; Smartt, SJ; et al. (2016). 「カーブラックホールからの潮汐破壊イベントとしての超高輝度過渡現象ASASSN-15lh」Nature Astronomy . 1 0002. arXiv : 1609.02927 . Bibcode : 2016NatAs...1E...2L . doi : 10.1038/s41550-016-0002 . S2CID 73645264 . 

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