[:en]
It would be 20 times brighter at its peak than the light of the Milky Way and 200 times brighter than a normal supernova explosion. This study was published in the January 15th edition of the prestigious journal Science.
As the saying goes, records are made to be broken, but they are rarely shattered like this. In June 2015, an international team of astronomers, including Jose Luis Prieto from the Astronomy Nuclei of Universidad Diego Portales and from the Millennium Institute of Astrophysics MAS, discovered a cosmic explosion 200 times more powerful than a typical supernova explosion –events that are amongst the most powerful ones in the Universe– and twice brighter than the previous record-holder.
At its peak, the explosion –named ASASSN-15lh– was 570 billion times brighter than the Sun. And as if this statistics were not impressive enough, we need to consider that this luminosity corresponds approximately to 20 times the combined light of the Milky Way galaxy’s 100 billion stars.
The record explosion of ASASSN-15lh is an example of a type of supernovae known as ‘Superluminous Supernovae’. These extremely rare stellar explosions that determine the death for some stars were only discovered during the last years and they have only been studied in details recently. In fact, scientists still don’t know what type of stars and explosions produce these extreme supernovae.
As it is described in the January 15th edition of the journal Science, ASASSN-15lh is one of the closest Superluminous Supernovae ever seen until now: located 3.8 billion light-years away. Thus, given its relative closeness and brightness, ASASSN-15lh might offer essential clues to understand these explosions.
“ASASSN-15lh is the most luminous supernova ever seen in human history,” states the principal investigator from this article, Subo Dong, Astronomer and Professor at Peking University’s Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics (KIAA). “The explosion’s mechanism and power source remain shrouded in mystery because all known theories meet serious challenges in explaining the immense amount of energy ASASSN-15lh has radiated.”
In June 2015, the All-Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN) Project found ASASSN-15lh using twin 14-centimeter diameter lens telescopes in Cerro Tololo Observatory, Chile. ASAS-SN is an international collaboration project led by astronomers at Ohio State University in USA and it also includes astronomers from Chile, China, England and Australia. This is the first astronomical project in history that automatically surveys the entire visible sky every two nights searching for objects that suddenly vary in brightness, known in astronomy as ‘transient objects’, like ASASSN-15lh.
Since its discovery, many space and earth-based telescopes –including NASA’s Swift space telescope– have been part of an observational campaign that has continued up to this day. Only in four months after the explosion, ASASSN-15lh radiated such an immense amount of energy that it would take 90 billion years to the Sun to radiate. Consequently, studying in details the evolution of this event in function of time, astronomers have been able to understand some basic characteristics of this explosion.
The detailed study of ASASSN-15lh has shown that this explosion is consistent with a type of Superluminous Supernovae that lacks of hydrogen –the most abundant element in the Universe– in its spectra: Type I Superluminous Supernovae. Moreover, in other characteristics beyond its massive luminosity, ASASSN-15lh presents differences when it’s compared to other Superluminous Supernovae from the same type. Since its discovery, it has maintained a temperature higher than other objects of its type. Its host galaxy is very different from the other galaxies where these types of explosions have been found. A galaxy much brighter and bigger than the Milky Way, and apparently that it’s forming just a few new stars. There’s also another possibility that considers that ASASSN-15lh exploded in a small galaxy that seemed to align with a larger one, which can be studied more clearly from the images obtained up to this day. These and other questions will be explained in the following months thanks to observations from Hubble Telescope, a partnership with ASAS-SN.
One of the most plausible and studied hypotheses presented now to explain the immense amount of energy radiated by Superluminous Supernovae is a massive dying star whose nucleus collapses and forms a magnetar, a highly magnetized and fast-spinning neutron star. In the creation of this magnetar –a dying star’ super-compact core– the outer layers of this massive star rebound with the core and go flying outward in high speed generating a very luminous supernovae explosion to which the magnetar’s rotational energy connects.
ASASSN-15lh has radiated so much energy that even the most accepted scenario to explain Superluminous Supernovae might not be the correct one. Instead, it is possible that supernovae like ASASSN-15lh can be the result of supermassive stars’ death or that this massive explosion’s mechanism is completely different from other superluminous supernovae’s. “The honest answer is that at this point we do not know what’s ASASSN-15lh’s source of power,” states Dong. “It really is a fascinating and unique object. We hope to get some answers with the observations that we are going to get next year,” says Prieto.
Main Image: An artist’s impression of the record – breakingly powerful, superluminous supernova ASASSN – 15lh as it would appear from an exoplanet located about 10,000 light years away. (Credit: Beijing Planetarium / Jin Ma)
Image 1: Two of the 14-centimeter diameter lens telescopes in use for the All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-NS) that discovered ASASSN-15lh in June 2015 in Cerro Tololo, Chile. Since this photo was taken, two more telescopes have been added to obtain images of all Southern hemisphere sky from Cerro Tololo. (Credit: Wayne Rosing)
Image 2: Left: Image taken by the Dark Energy Camera (DECam) showing the host galaxy before the explosion of ASASSN-15lh. Right: Image showing ASASSN-15lh supernova taken by a 1-meter telescope in Las Cumbres Observatory Global Telescope Network (LCOGTN). (Credit: The Dark Energy Survey, B. Shappee and ASAS-SN Project)
More Information:
Sería 20 veces más luminosa que el total de la Vía Láctea en su máximo de intensidad y 200 veces más luminosa que una explosión de supernova normal. El estudio fue publicado en la edición de 15 de Enero de la prestigiosa Revista Science.
Los récords están hechos para romperse, como dice el dicho, pero raramente quedan hechos polvo. En junio de 2015 un grupo internacional de astrónomos, incluyendo a Jose Luis Prieto del Núcleo de Astronomía de la Universidad Diego Portales y del Instituto Milenio de Astrofísica MAS, descubrieron una explosión cósmica 200 veces más poderosa que una explosión de supernova típica – eventos que están entre lo más energéticos del Universo – y más de dos veces más luminosa que el récord anterior.
En su máximo de intensidad, la explosión – llamada ASASSN-15lh – llegó a ser 570 mil millones de veces más brillante que el Sol. Como si esta estadística no fuera impresionante, se debe considerar que esta luminosidad corresponde a aproximadamente 20 veces la luminosidad total de la Vía Láctea, compuesta por 100 mil millones de estrellas.
La explosión récord de ASASSN-15lh es un ejemplo de un tipo de supernovas conocidas como supernovas superluminosas. Estas explosiones estelares, extremadamente poco frecuentes y que marcan la muerte de algunas estrellas, fueron descubiertas en los últimos años y sólo han sido estudiadas en detalle recientemente. De hecho, los científicos todavía no saben qué tipos de estrellas y qué tipos de explosiones producen estas supernovas extremas.
Como es descrito en el artículo publicado en la edición del 15 de Enero de la revista Science, ASASSN-15lh es una de las supernovas superluminosas más cercanas que se han descubierto hasta ahora, a una distancia de 3.800 millones de años luz. Dada su relativa cercanía y brillo, ASASSN-15lh podría ofrecer pistas claves para poder entender estas explosiones.
“ASASSN-15lh es la supernova más luminosa que se ha descubierto en la historia de la humanidad”, comenta el autor principal del artículo, Subo Dong, astrónomo y profesor en el Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics (KIAA) de la Universidad de Peking. “Todavía no sabemos el mecanismo que produjo la explosión ni su fuente principal de energía ya que todas las teorías que existen hasta ahora encuentran serios problemas para explicar la cantidad total de energía que ha radiado ASASSN-15lh”.
ASASSN-15lh fue encontrada en junio de 2015 por el proyecto All-Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN) usando telescopios gemelos de 14 centímetros de diámetro instalados en el observatorio de Cerro Tololo en Chile. ASAS-SN es una colaboración internacional liderada por astrónomos en Ohio State University en Estados Unidos y que incluye además astrónomos en Chile, China, Inglaterra y Australia. Es el primer proyecto astronómico en la historia que escanea automáticamente todo el cielo cada dos noches buscando objetos que varían en brillo de forma repentina, conocidos en astronomía como “objetos transientes”, como fue el caso de ASASSN-15lh.
Desde su descubrimiento, muchos telescopios en la Tierra y espaciales, incluyendo el telescopio espacial de la NASA Swift, han sido parte de una campaña observacional que ha continuado hasta el día de hoy. En sólo los primeros cuatro meses después de la explosión, ASASSN-15lh emitió tanta energía que tomaría a nuestro Sol 90 mil millones de años en emitir. Examinando en detalle la evolución del evento en función del tiempo, los astrónomos han podido entender algunas características básicas de la explosión.
El estudio detallado de ASASSN-15lh ha mostrado que esta explosión es consistente con un tipo de supernovas superluminosas que no contienen hidrógeno, el elemento más abundante en el universo, en su espectro, conocidas como supernovas superluminosas de Tipo I. Sin embargo, en otras características más allá de su inmensa luminosidad, ASASSN-15lh presenta diferencias cuando se le compara con otras supernovas superluminosas de la misma clase. Ha mantenido una temperatura mucho más alta que otros objetos de su clase desde su descubrimiento. La galaxia que la alberga es bastante diferente de todas las otras galaxias donde se han encontrado este tipo de explosiones. Se trata de una galaxia que es mucho más luminosa y de mayor tamaño que la Vía Láctea, y al parecer está formando pocas estrellas nuevas. También existe la posibilidad de que la galaxia donde realmente explotó ASASSN-15lh sea una galaxia pequeña compañera de la galaxia gigante que podemos estudiar más claramente en las imágenes obtenidas hasta ahora. Éstas y otras interrogantes se podrán clarificar con observaciones que serán obtenidas en los próximos meses por la colaboración de ASAS-SN usando el telescopio espacial Hubble.
Una de las mejores y más estudiadas hipótesis que existen actualmente para explicar la gran cantidad de energía que emiten las supernovas superluminosas es debido a la muerte de una estrella masiva cuyo núcleo colapsa formando un magnetar, una estrella de neutrones que está altamente magnetizada y rota muy rápidamente. En la formación del magnetar, el núcleo super-compacto de la estrella que ha muerto, las capas externas de la estrella masiva rebotan con el núcleo y salen expelidas a grandes velocidades produciendo una explosión de supernova muy luminosa a la cual se acopla la energía de rotación del magnetar.
ASASSN-15lh ha emitido tanta energía que incluso el escenario más aceptado hasta ahora para explicar las supernovas superluminosas probablemente no sea el adecuado. En cambio, es posible que supernovas como ASASSN-15lh sean producidos por la muerte de estrellas supermasivas o que el mecanismo de esta tremenda explosión sea completamente distinto al de otras supernovas superluminosas. “La respuesta honesta es que en este momento no sabemos cuál es la fuente de poder de ASASSN-15lh”, dice Dong. “Es realmente un objeto fascinante y único. Esperamos tratar de empezar a responder algunas de las interrogantes con las observaciones que obtendremos en el próximo año”, comenta Prieto.
Imagen principal: Impresión artística de la supernova superluminosa ASASSN-15lh, récord histórico de luminosidad en explosiones de supernova, como se vería desde un exoplaneta que se encuentra a 10 mil años luz en la galaxia donde explotó la supernova. (Créditos: Beijing Planetarium / Jin Ma)
Imagen 1: Dos de los telescopios ópticos de 14 centímetros de diámetro que utiliza el proyecto All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN) con los cuáles se descubrió ASASSN-15lh en Junio del 2015 en Cerro Tololo, Chile. Desde que se tomó esta foto se han agregado dos telescopios más para obtener imágenes de todo el cielo Austral desde Cerro Tololo. (Créditos: Wayne Rosing)
Imagen 2: Izquierda: Imagen obtenida con el Dark Energy Camera (DECam) de la galaxia donde explotó ASASSN-15lh. Derecha: Imagen que muestra la supernova ASASSN-15lh obtenida con un telescopio de 1 metro de diámetro de Las Cumbres Global Telescope Network (LCOGTN). (Créditos: The Dark Energy Survey, B. Shappee y el proyecto ASAS-SN)
Más información:
