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AT2018cow


SN 2018cow（ATLAS的名称： ATLAS18qqn；也称为超新星2018cow、AT 2018cow（AT = Astronomical Transient）、或"The Cow"）是一次非常强大的天文爆炸事件（英语：Superluminous supernova），比正常的超新星亮10〜100倍。它位于武仙座，在空间上与星系CGCG 137-068一致，距离大约200 × 106 ly（60 × 106 pc）。它于2018年6月16日由ATLAS-HKO望远镜发现，并引起了全世界天文学家的极大兴趣。后来，在2018年7月10日，它的光度显著消退之后，天文学家根据北欧光学望远镜（NOT）的后续研究，正式将AT2018Cowe改称为SN 2018Cow，是一颗Ib超新星。然而，这颗超新星，特别是在一开始时，显示出"前所未有的光谱"； 尽管其他天文学家，大多数是在一开始时感到困惑，但也在最近把它归类为Ic型BL超新星。本文提供了一个解释，以更好的说明与了解AT2018cow的独特性质。AT2018cow是为数不多的一次观测到宇宙的蓝色快速光学暂现源（英语：Fast Blue Optical Transient）（FBOT）报导。然而，在2020年5月，据报导，观察到比AT2018cow更强大的蓝色快速光学暂现源（即CRTS-CSS161010 J045834-081803，简称CSS161010）[6]。

SN 2018cow[1]
史隆数位巡天（SDSS）拍摄的SN 2018cow的位置。
其它名称18abcfcoo、​18actuhrs、​SN 2018cow、​ATLAS 18qqn、​AT 2018cow
事件类型天体爆炸
光谱类型SN Ib 编辑维基数据
日期2018年6月16日 10:35:02 (2018-06-16UTC10:35:02) UTC[2]
仪器ATLAS-HKO[2]
星座武仙座
赤经16h 16m 00.2242s[3] 16h 16m 00.22s[2] (244.000927647)[4]
赤纬+22° 16′ 04.890″[3]+22° 16′ 04.83″[2] (+22.2680094118)[4]
历元J2000.0
距离200 Mly（60 Mpc）[2]
红移0.014145,[2] 0.0136[5] (0.01406/parent galaxy)[5]
网站atlas.fallingstar.com
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在2018年11月2日，两个独立的天文学家团队都得出结论，AT 2018cow事件"若不是在吸积物质的过程中新形成的黑洞，就是疯狂旋转的中子星"[7][8][9][10]。

在2019年1月，天文学家提出，爆炸可能是一颗被黑洞扯散的白矮星； 或者是一颗超新星留下的一个黑洞或中子星，这是第一次被观测到的致密天体的诞生[11][12][13]。在2021年12月13日，天文学家报告说，AT 2018cow是一个极端的蓝色快速光学暂现源（英语：Fast Blue Optical Transient）（FBOT），"可能是中子星或质量小于850太阳质量的黑洞"。这是基于高时间分辨率X射线观测研究[14][15]。

历史

AT2018cow是于2018年6月16日10:35:02被ATLAS-HKO望远镜发现。这是位于夏威夷哈雷阿卡拉天文台（英语：Haleakalā Observatory）的一个孪生0.5米（20英寸）[2][16][17]。这是一次强大的天文爆炸（发现时的星等为14.739；红移0.014145[2]，0.0136[5]），比普通的超新星亮10〜 100倍[18][19][20][21]。在空间上，它在武仙座中，与星系 CGCG 137-068重合，距离大约200 × 106 ly（60 × 106 pc）[1]。

在2018年6月22日，这一瞬态天文事件引起了全世界天文学家的极大兴趣[22]。迄2018年6月27日，至少已经有24架主要的望远镜参与观测这一事件，这是并发的观测最大数量（2018年6月27日发布的超过35架）[23]。在天文学家电报（英语：The Astronomer's Telegram）上的报导，超过任何其它的天文事件[20][24]。此一事件被初步确定为超新星，并被命名为SN 2018cow和分类为SN Ic-BL[4][25][26][27]。

对AT2018Cow第一次的X射线和紫外线的观测，在2018年6月19日使用史威福特望远镜完成[28]。这些观测的结果表明，该物体是明亮的X射线和紫外线瞬变源，X射线光度为〜1×1043 erg/s ，波长范围在1600〜3600 Å的紫外线亮度大约是11.7（维加星等[29]。在2018年6月25日，天文学家使用2.0米（79英寸）的利物浦望远镜（英语：Liverpool Telescope）和帕洛马山天文台的1.5米（59英寸）望远镜的观测发布在天文学家电报（英语：The Astronomer's Telegram）上："自我们第一次观测以来，AT2018Cow每晚都在变暗[19 June 2018]. ... [The reported]，观测表明，尽管与SN Ic-BL和伽玛射线暴的联系依然是可信的，但考虑到平滑的光谱和电波与X射线对应物的光度，[s]，AT2018cow在其它方面是不同的，其真实身份仍然不清楚。观察仍在继续[20][21]。在2018年6月29日，天文学家使用北京天文台0.6米（24英寸）望远镜[30]，其报告支持AT2018Cow的光度进一步衰退中。但是，2018年6月30日使用史威福特望远镜的观测，据其报导瞬变的X射线光度增加[31]。这将是不寻常的X射线变化行为的开始[29][32]

AT 2018cow
 
context
 
close-up

。

在2018年7月2日，天文学家使用费米大面积望远镜（LAT）报告说，在2018年6月19日至26日之间，没有显著大于100 MeV的伽马射线发射[33]。此外，在2018年7月3日，天文学家使用印度AstroSat太空天文台的碲化镉锌成像仪（CZTI）探测，在2018年6月13日至16日之间的事件探测时间，没有检测到硬X射线瞬变[34]，和使用UVIT配备的F172M filter （页面存档备份，存于互联网档案馆），于2018年7月3日在AT2018Cow的位置观测到估计为17.6等的AB星等[35]。此外，天文学家于2018年7月3日报导，使用ISS的MAXI GSC探测器（英语：MAXI (ISS experiment)）的观测，在2018年6月11日至21日之间没有检测到重要的X射线发射[36]。在2018年7月4日，天文学家使用核光谱望远镜阵列（NuSTAR）报导了2018Cow的硬X射线发射的减少[37]。2018年7月12日，天文学家使用国际伽玛射线天体物理实验室（INTEGRAL）观测报告，从2018年6月30日至7月8日没有探测到该来源；然而，类似GRB的爆发可能在2018年6月12日和15日早些时候在附近观察到，尽管这些爆发与AT2018cow的关联可能是"不受欢迎的"[38]。

在2018年7月3日至4日，e-MERLIN从AT2018cow的位置检测到通量密度约为170微央的5GHz 无线电发射[39]；2018年7月5日，澳大利亚望远镜致密阵列（英语：Australia Telescope Compact Array，缩写为ATCA）在2018cow的位置检测到无线电发射：5.5GHz有〜0.4微央通量密度、9GHz有〜1.0微央通量密度和34GHz有〜微央通量密度[40]。 NRAO使用VLBA和埃弗尔斯堡电波望远镜，在22GHz进行VLBI观测，据报导，2018年7月8日左右，AT2018cow的总通量密度约为5 mJy，其位置（天文测量学：RA=16h 16m 00.2242s，DEC=22d 16'04.890"）比e-MERLIN更精确（但在不确定性范围内一致）[3][39]。

2018年7月10日，天文学家根据对2.56米（101英寸）北欧光学望远镜（NOT）的后续研究，正式将AT2018cow描述为SN 2018cow和Ib型超新星，显示出"对于这个级别的超新星来说，这是前所未有的光谱" [5]。 2018年7月19日，天文学家使用1.5米（59英寸）卡纳塔望远镜（Higashi-Hiroshima Observatory），在2018年7月初观察到AT 2018cow位置的光学和近红外光度进一步下降，并指出与Ic型（Ic-BL）和Ib / c型超新星相比，光度曲线的巨大下降率"相当大"[41]。

2018年8月6日，对AT2018cow位置的紫外线观测，使用哈伯太空望远镜（HST）上的第三代广域照相机（WFC3），在所有四个波段（F218W，F225W，F275W，F336W）上研究，检测到亮度（织女星等）约19等[42]。2018年8月12日，巨米波电波望远镜（GMRT）的天文学家在AT 2018cow位置检测到低频无线电发射（1390MHz波段;438 + / -82 uJy）[43]。

2018年8月15日天文学家报告，在2018年7月3日至5日使用切伦科夫望远镜阵列（英语：Cherenkov Telescope Array）（CTA）的高能立体系统（H.E.S.S.）阵列，在AT2018cow位置报告没有显著的伽马射线源，因此，导致初步确定了AT2018cow的甚高能（VHE）伽马发射的综合通量的上限如下：高于能量阈值220 GeV（±2sd）的上限为5e-12 ph cm^-2 s^-1;高于1 TeV（±2sd）的上限为5e-13 ph cm^-2 s^-1[44]。

性质

据发当时发现的天文学家称，爆炸的表面温度超过8,900 °C（16,000 °F；9,200 K），传播速度为20,000 km/s（12,000 mi/s）[19]，可能是一颗激变变星（CV）、伽马射线暴（GRB）、引力波（GW）、超新星（SN）或其它天体[2][45][20][46][47]。然而，考虑到瞬态的初始无特征光谱和较大的初始X射线光度，CV场景很快就不受欢迎[10][29]。据贝尔法斯特女王大学的天文学家凯特·马奎尔说："它真的不知从哪里冒出来。已经发现的其它天体也有同样快速的，但它们的牢固度和亮度却很不寻常。"[46]

Ic-BL型的分类表明，光谱具有非常宽的谱线，但没有氢线，氦谱线较弱或缺失。这样的光谱是由一颗已经失去了氢和氦的外层，非常大的恒星爆炸产生的[48]。然而，根据天文学家Shubham Srivastav的说法，与2.0米（79英寸）喜马拉雅钱德拉望远镜（英语：Indian Astronomical Observatory# Himalayan Chandra Telescope）（HCT）："尽管光谱特征表明它与宽谱线的"Ic超新星有着暂时的相似性，但它的真实性质仍然是一个谜。"[48]。此外，根据马奎尔的说法："我们还不确定它是什么，但超新星的正常动力机制是镍的放射性衰变，而这一事件的亮度太高，速度太快。"[46]。AT2018cow可能伴随着GW排放，但因为在事件发生时，设在华盛顿州和路易斯安那州的激光干涉引力波天文台由于进行能力升级而下线，因此无法检测到GW排放[20]。

为了更好地理解AT2018cow的独特特征，已经给出了一种解释，尤其是做为一种白矮星潮汐干扰事件（英语：Tidal disruption event）[49]。

截至2018年9月29日，AT2018cow已被以多种方式解释，包括Ic型超新星、伽马射线暴、白矮星和黑洞之间的相互作用，以及磁星。已经提出使用欧洲甚长基线干涉网（EVN）进行初步的研究，以更号的了解AT 2018cow确切物理性质[50]。

2018年11月2日，两个独立的天文学家小组都得出结论，AT2018cow事件"要么是一个在物质吸积过程中新形成的黑洞，要么是一个中子星的疯狂旋转。"[7][8][9][10]。

2019年1月，帕萨迪纳加州理工学院的安娜·何（Anna Ho）在夏威夷的茂纳凯亚山（MaunaKea）使用次毫米阵列进行了观测，她指出，在事件被关注后，持续活动的时间异常漫长，这使得研究比一事件比通常提供的研究更为广泛，可以在事件仍够亮时对其进行观测[32]。随后，天文学家提出，AT2018cow可能是一颗被一个黑洞拉扯开的白矮星；或者，一颗超新星留下一个黑洞或一颗中子星，这是首次观测到致密天体的形成[11][12][13]。

相关条目

参考资料

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