Один кадр — и вспышка поймана: Евклид измеряет известные транзиенты ✛

‹›

В глубоких полях Евклида вспыхивают звёзды, которых не было в каталогах. Телескоп, созданный для картографирования тёмной материи, сработал как фотоловушка: один кадр — и космический взрыв уже зафиксирован. В быстром выпуске данных Q1 каждый участок неба снят лишь однажды, поэтому классический поиск транзиентов (временных источников на небе) по разности кадров невозможен. Но даже одиночные экспозиции несут информацию — нужно лишь аккуратно извлечь её для уже известных объектов.

Авторы взяли мозаичные изображения трёх глубоких полей Евклида: Fornax, North и South. Они отобрали 164 транзиента из базы TNS, которые попадали в эти области по координатам и времени наблюдений. Для 161 объекта удалось провести фотометрию методом подгонки функции рассеяния точки (PSF) в четырёх фильтрах: IE (оптика) и YE, JE, HE (ближний инфракрасный). Поскольку шаблонных изображений для вычитания фона не было, локальный фон оценивали интерполяцией вокруг источника. Значимость детекции требовала отношения сигнал/шум выше 2,5 и совпадения координат в пределах неопределённости. Для слабых или смещённых источников приводили верхние пределы яркости.

Евклид обнаружил 59 транзиентов в фильтре IE, 40 — в YE, 36 — в JE и 30 — в HE. Ещё для 93, 91, 88 и 93 объектов соответственно получены верхние пределы. Средняя яркость детекций составила 23,0 в IE и 21,7 в JE. Предельная глубина для изолированного источника в IE достигала 28-й величины. Доля восстановленных транзиентов, открытых за полгода до наблюдения Евклида и ярче 24-й величины, составила 69%, а за 100 дней — 82%. Среди ярких примеров — сверхновая типа Ia SN 2024pvw, снятая за 15 дней до пика во всех четырёх фильтрах, и SN 2023aew, чья кривая блеска прослежена до 436 дней после максимума. Для 11 ранее «бездомных» транзиентов Евклид выявил вероятные тусклые родительские галактики.

Работа идёт в общем русле с соседними исследованиями: все они используют глубокие снимки Евклида для изучения транзиентов. Отличие здесь в том, что авторы впервые массово применили PSF-фотометрию к одиночным кадрам Q1, а не к разностным изображениям. Это позволило извлечь полезную информацию даже без повторных наблюдений. Такой подход важен для будущего широкого обзора Евклида, где каждый участок неба будет снят лишь однажды. С выходом первого крупного релиза данных DR1 площадь покрытия вырастет с 63 до 1900 квадратных градусов. При тех же критериях отбора это даст более 5500 транзиентов для последующего изучения. В глубоких полях появятся повторные эпохи, что позволит вычитать изображения и открывать новые транзиенты напрямую. Совместные продукты с обсерваторией Веры Рубин улучшат кривые блеска и статистику сверхновых.

Один кадр фотоловушки уже сегодня помогает уточнять природу космических взрывов. Ранние инфракрасные наблюдения, как для SN 2024pvw, напрямую ограничивают модели сверхновых типа Ia. Поздние кривые блеска, как для SN 2023aew, помогают отличить радиоактивный распад от других источников энергии. А тусклые родительские галактики, найденные Евклидом, уточняют карту распространения взрывов во Вселенной. Фотоловушка продолжает работать — и каждый новый кадр приближает нас к разгадке.