星流低语 ——2021年10月25公众超新星搜寻项目发现一颗河外新星

2021-11-01 07:45
文章类别:
PSP新闻
阅读次数:
343

 
作者|赵经远
审核|张宓
编辑|张宓

 

北京时间20211025日晚23时许(除特别说明外,本文所有时间均为北京时间)在公众超新星搜寻项目(PSP)放出的图像中,项目参与者唐磊明在半米望远镜(HMT)拍摄的M31 A1.fts8图像里发现并提交一颗候选体。0时许,管理员李言蹊在初步查验后将其判断为可疑,随后经多位管理员共同查验,排除了已知目标、小行星等可能,在各巡天数据中也找不到对应的前身星,并测得其亮度16.1星等(无滤镜)。

发现图像

 

高兴老师立即安排宁波市教育局—新疆天文台望远镜(NEXT)进行补拍。在等待补拍图像的同时,管理员张宓已将该候选体上报至天文电报中央局暂现天体证认页(CBAT TOCP)“占坑”,该候选体获得编号PNV J00473256+3938102。紧接着NEXT的补拍图像也出来了,其中该候选体清晰可见。随后该候选体被张宓上报到暂现源名称服务网(TNS),被编号为AT 2021aceg,内部编号为PSP21ac

NEXT补拍图像

 

编号:PNV J00473256+3938102= AT 2021aceg= PSP21ac
发现者:唐磊明、李言蹊、周文杰、徐建林、丁乙、阮建高、赵经远、孙国佑、张宓、高兴
发现时间:20211025214041.088
发现亮度:16.1星等(无滤镜)
CBAT TOCPhttp://www.cbat.eps.harvard.edu/unconf/followups/J00473256+3938102.html
TNShttps://www.wis-tns.org/object/2021aceg

CBAT TOCP页面

 

随后,管理员孙国佑在1025日早上HMT拍摄的图像中也找到了该候选体,亮度18星等(无滤镜),更早的图像中则看不到该候选体,这说明它可能刚爆发不久,正在增亮。这一条数据也由张宓上报到TNS

25日早上HMT拍摄的图像

 

该候选体非常有趣,因为它与M31星系的角距离有些远。经管理员赵经远计算,AT 2021acegM31的角距离约为1.8度,使用Aladinstellarium测量,AT 2021aceg位于M31东南方向,分别测得距离M31星系核心1.857度(Aladin测量)、151角分15角秒(stellarium测量),也和计算值吻合的很好。

AT 2021acegM31核心进行角距离测量(上Aladin,下Stellarium

 

因为该候选体距离M31略远,它的性质也变得扑朔迷离:如果它是M31中的新星,距离M31略远;如果是银河系内的新星,亮度又稍暗。如此看来,似乎矮新星可能性较大,本月稍早,日本业余天文学家板垣公一就发现了一颗位于M31东南方向边缘的候选体AT 2021aaxp,距离星系核心22角分,但最后光谱证认它是一颗银河系内的矮新星,近者尚且如此,何况远者乎?

猜测终归猜测,分类还是需要依靠光谱。上报后张宓便联系了芬兰图尔库大学的Steven Wiliams博士,Steven博士表示将在接下来两晚(当地时间)使用北欧光学望远镜对该候选体进行光谱观测。但是在一星期前的邮件中,Steven博士曾说最近拉帕尔马岛火山爆发,观测可能会受到影响。

拉帕尔马岛火山爆发的热搜

 

后来大家又查了天气预报,发现接下来一段时间拉帕尔马岛阴雨连绵。两三天过去了,Steven博士仍然没有回复,也没有发布天文学家电报(ATel)或将光谱及分类上报到TNS。大家猜测要么天气不好,要么受火山影响无法观测。

于是管理员阮建高联系了日本京都大学的天文学家矶贝桂介,矶贝桂介表示由于种种原因无法对该候选体进行观测。

眼看该候选体慢慢变暗,光谱无望。所谓“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”,事情迎来了转机。29日晚,Steven博士回了封邮件说他们已经在周三晚上(当地时间)获取了该候选体的光谱,之所以没回邮件是因为周四(当地时间)主要在睡觉;他打算让学生处理数据,因此发布ATel或上报光谱到TNS会稍晚一些,但从预览图像中他判断该候选体必定是一颗新星。由于与M31的角距离略远,这颗新星非常有趣,Steven博士认为该新星可能位于M31的巨型星流Giant Stellar StreamGSS;或Giant Stream,关于GSS的介绍请往后看

还没等Steven博士和他的学生处理完数据,意大利超新星搜寻项目的业余天文学家Claudio Balcon便已于1030日凌晨5时许获取了该候选体的光谱,并在7时许将他的光谱及分类上报到TNS,证认该候选体是一颗新星。他在附注中写道:I obtained the low-resolution spectrum R~100 using the FOSC-ES32 spectrograph attached to a 0.2m telescope, in the course of Italian Supernovae Search Project(在意大利超新星搜寻项目中,我使用安装在0.2米望远镜上的FOSC-ES32光谱仪获得了R100的低分辨率光谱)”、“The spectrum resembles that of a Fell Nova.(该光谱与Fe II型新星相似)”。

TNS页面

 

到这里,AT 2021aceg的身份之谜已有了答案——它确实是一颗新星,可能属于Fe II型。但Claudio Balcon没有提到M31的巨型星流,截止本文完成,Steven博士等人尚未发布Atel或上报光谱到TNS,因此一些细节我们不得而知,不过这并不妨碍我们先来认识下M31的巨型星流。

星流是M31一个独特结构,2001年由Rodrigo A. Ibata等人在艾萨克·牛顿望远镜(Issac Newdon Telascope)的数据中发现,它覆盖了M31东南方向的大片天区,延伸到沿视线方向比 M31 30多万光年的地方。由于该星流与M31的两个伴星系M32M110在天球上的投影连线几乎在同一条直线上,再加上它与这两个伴星系的金属度分布大致相同,早期认为它可能是M32M110M31引力影响形成的,但目前的看法是它是一个被M31撕裂并吞没的伴星系所留下的残骸。星流对于星系的研究有着非常大的意义,也有助于解答暗物质的部分谜题。

M31巨型星流(图片来源于Annette M. N. FergusonA. D. Mackey

 

历史上也曾在星流中发现新星,但仅有两颗。2016714日,全天自动超新星巡天(ASAS-SN)在M31东南方向发现了AT 2016dah,距离M31核心110角分,这是一颗Fe IIb型甚快新星,这种类型的新星光谱中除去氢线外,最强的谱线是Fe II线,b表示谱线较宽,“甚快”意味着从亮度峰值变暗2等需要的时间小于10天;一年后的201787日,小行星地面撞击预警系统(ATLAS)在M31东南方向发现了AT 2017fyp,距离M31核心131角分,这是一颗混合型快新星,这种类型的新星光谱中除去氢线外,最强的谱线从Fe II线慢慢演变为H/N线,“快”意味着从峰值亮度变暗2等需要的时间在1125天之间。这两种类型的新星在M31中很少见。2020M. J. Darnley等人在一篇论文对这两颗新星进行了详细研究,证明它们都位于M31巨型星流中,是第一批在星流中发现的新星。

图片来源于M. J. Darnley等人,(空心圆点为笔者添加)

图片说明:

红色×:经过光谱证认的135Fe II型新星的位置

蓝色+:经过光谱证认的38He/N型和混合型新星的位置

空心圆点:AT 2021aceg的大致位置

两个白点:AT 2016dah(上)和AT 2017fyp(下)的位置

灰色实线:巨型星流恒星密度峰值的大致位置

较粗的灰色虚线:巨型星流内大部分恒星所在的区域

较细的灰色虚线:巨型星流内恒星密度较低的区域

 

AT 2021acegM31的角距离比上述两者更远,这说明M31的范围真的非常大。如果它也被证明位于巨型星流中,那么它就是世界上发现的第三颗位于星流中的新星、世界上第一颗由业余天文台发现的位于星流中的新星。抛开这些不说, AT 2021aceg的发现应当也有助于我们认识了解星流、认识星系和暗物质,具有非常大的科研意义,让我们期待对它的后续研究。

这是半米望远镜自202167日加入公众超新星搜寻项目以来第3个获得证认的发现。公众超新星搜寻项目自2015728日上线至今,已累计发现60颗候选体,其中19颗超新星、12颗河外新星获得证认。祝贺各位发现者!特别感谢Steven Wiliams博士、Claudio Balcon等人多次获取光谱、证认星明天文台发现暂现源的性质!

 

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