В ходе звездной переписи насчитали более 10 000 сверхновых

SN 1987a, остаток сверхновой II типа, впервые обнаруженный в 1987 году, виден на этом снимке, полученном космическим телескопом «Хаббл» в 2017 году. Яркое кольцо вокруг взорвавшейся звезды — это материал, который она выбросила примерно за 20 000 лет до своей гибели. Автор: NASA/ESA/Robert Kirshner/Max Mutchler/Roberto Avila

4 декабря исследователи ZTF, включая астрономов из Вашингтонского университета, объявили, что они идентифицировали более 10 000 таких звездных событий, что является самым большим числом, когда-либо идентифицированным астрономическим исследованием.

«Во Вселенной триллионы звезд, и примерно каждую секунду одна из них взрывается», — сказал Кристоффер Фремлинг, астроном из Калтеха, возглавляющий Bright Transient Survey. «ZTF обнаруживает сотни таких взрывов за ночь, и несколько из них затем подтверждаются как сверхновые. Систематическое выполнение этого в течение семи лет привело к наиболее полной записи подтвержденных сверхновых на сегодняшний день».

Bright Transient Survey в настоящее время является основным каналом открытия космических вспышек — также известных как астрономические транзиенты — в мире. Чтобы определить, какие транзиенты являются сверхновыми, ZTF делится потоком ночных обнаружений транзиентов с более широким астрономическим сообществом, чтобы другие телескопы по всему миру могли проводить последующие наблюдения кандидатов на транзиенты.

Это включает в себя проведение спектрального анализа, в ходе которого приборы на телескопах обсерватории расщепляют свет от кратковременного объекта на отдельные цвета, чтобы определить его расстояние от Земли и другие свойства.

«Классификация 10 000 сверхновых — это колоссальное достижение, которое позволит проводить беспрецедентные научные исследования взрывных транзиентов», — сказал член команды ZTF Эрик Беллм, научный сотрудник кафедры астрономии и ученый Института DiRAC при UW. «Достижение этой вехи потребовало тщательной технической работы по планированию и обработке изображений ZTF, человеческой и машинной проверки оповещений и своевременного получения последующих спектров».

Для Bright Transient Survey 60-мегапиксельная широкоугольная камера, установленная на телескопе Сэмюэля Ошина в Паломаре, сканировала все видимое небо каждые две ночи. Чтобы обнаружить новые астрономические события, астрономы вычитали изображения той же части неба из последующих сканирований. Затем члены команды ZTF изучали вычтенные изображения и запускали последующие спектральные наблюдения с помощью второго телескопа в Паломаре или других обсерваториях.

Беллм, научный сотрудник Висконсинского университета Мелисса Грэм и Марио Юрич, профессор астрономии Висконсинского университета и директор Института DiRAC, внесли свой вклад в Bright Transient Survey. Беллм управлял оповещениями о новых транзиентах и запланировал съемку для исследования. Юрич помог настроить автоматизированную систему ZTF для оповещения членов команды по всему миру о новых транзиентах.

Разработка автоматизированных аналитических конвейеров и систем оповещения имеет решающее значение для этой области, поскольку более мощные технологии визуализации и новые поколения обсерваторий продолжают превращать астрономию в область «больших данных». Фриц Цвикки, астроном 20-го века, который первым ввел термин «сверхновая», идентифицировал 120 сверхновых за 52 года. Обзор ярких транзиентов ZTF, названный в честь Цвикки, обнаружил 10 000 сверхновых за малую часть этого времени.

«Программа Bright Transient Survey служит образцом для тех видов науки, которыми мы надеемся заняться с помощью обсерватории Веры К. Рубин в ближайшем будущем», — сказал Беллм.

Ключевые моменты в открытии сверхновых, включая недавнее открытие более 10 000 таких космических событий с помощью Zwicky Transient Facility. Автор: Caltech

Строящаяся в Чили обсерватория имени Веры К. Рубин является будущим домом Legacy Survey of Space and Time (LSST), миссии, которая будет делать глубокие снимки неба каждую ночь и обнаруживать даже больше космических транзиентов, чем ZTF. Ученые UW с Институтом DiRAC принимали активное участие в планировании запуска LSST. Такие коллаборации, как ZTF, стали испытательным полигоном для разработки и тестирования методов для использования в LSST.

Для Bright Transient Survey Грэхем провел последующие спектральные анализы транзиентов в обсерватории Apache Point в Нью-Мексико. Эти усилия были особенно ценны для обнаружения некоторых более слабых, затухающих сверхновых, которые могли быть пропущены в Паломаре.

«Как астрономам Вашингтонского университета, нам очень повезло иметь доступ к обсерватории Апачи-Пойнт для наших исследований», — сказал Грэм. «Одной из самых впечатляющих — и забавных — частей получения оптических спектров является удивление редкими транзиентами с необычными характеристиками, которые часто раскрывают больше о физике сверхновых, чем сотни обычных объектов. Выяснение того, как выполнить эту работу с еще большим количеством сверхновых LSST, — это следующая большая задача».

Большинство транзиентов в Bright Transient Survey классифицируются как один из двух распространенных типов сверхновых: Тип Ia, когда белый карлик крадет так много материала у другой близлежащей звезды, что она взрывается, или Тип II, когда массивные звезды коллапсируют и умирают под действием собственной гравитации. Благодаря сокровищнице данных из Bright Transient Survey астрономы теперь лучше подготовлены к ответам на вопросы о том, как звезды растут и умирают, а также как темная энергия управляет расширением Вселенной.

После ожидаемого ввода в эксплуатацию в 2025 году обсерватория Веры Рубин С. может открыть еще миллионы сверхновых.

«Инструменты машинного обучения и ИИ, которые мы разработали для ZTF, станут необходимыми, когда обсерватория Веры Рубин начнет работу», — сказал член команды ZTF Дэниел Перли, астроном из Ливерпульского университета Джона Мурса. «Мы уже запланировали тесное сотрудничество с Рубин для передачи наших знаний и технологий машинного обучения».

ZTF продолжит сканирование ночного неба в течение следующих двух лет.

«Период 2025 и 2026 годов, когда ZTF и Вера Рубин смогут работать в тандеме, — это фантастическая новость для астрономов, работающих во временной области», — сказал Манси Касливал, профессор астрономии в Калтехе, который возглавит ZTF в течение следующих двух лет. «Объединяя данные из обеих обсерваторий, астрономы могут напрямую заняться физикой взрыва сверхновых и обнаружить быстрые и молодые переходные процессы, недоступные для ZTF или Рубин по отдельности. Я с нетерпением жду будущего».

Источник: University of Washington