Οι συνέπειες μιας θερμοπυρηνικής έκρηξης σε ένα διπλό αστέρι Το σύστημα, που βρίσκεται περίπου 3.400 έτη φωτός μακριά, ανακαλύφθηκε από τους Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble.
Το HM Sagittae, ή HM Sge για συντομία, είναι ένα λεγόμενο συμβιωτικό σύστημα στο οποίο ένα άσπρος νάνος τρέφεται με έναν σύντροφο κόκκινος γίγαντας Αστέρι. Το κλεμμένο υλικό σχηματίζει έναν δίσκο προσαύξησης που στροβιλίζεται γύρω από τον λευκό νάνο. Εάν πέσει πάρα πολύ υλικό από το δίσκο πάνω στον λευκό νάνο με τη μία, η πίεση και η θερμοκρασία γίνονται τόσο μεγάλες που μια θερμοπυρηνική έκρηξη πυροδοτείται στην επιφάνεια του λευκού νάνου.
Αν και αυτή η έκρηξη δεν είναι αρκετή για να καταστρέψει τον λευκό νάνο σε μια σουπερνόβα, εξακολουθεί να απελευθερώνει αρκετή ενέργεια για να κάνει το σύστημα πιο φωτεινό σε μια λεγόμενη «νόβα».
Μεταξύ Απριλίου και Σεπτεμβρίου 1975, το HM Sge πήγε nova στον αστερισμό Sagitta the Arrow. Έγινε όλο και πιο φωτεινό νυχτερινός ουρανός κατά έξι τάξεις μεγέθους από το μέγεθος +17 (ορατό μόνο σε τηλεσκόπια με ανοίγματα μεγαλύτερα από περίπου 305 mm/12 ίντσες) έως το μέγεθος +10,5, οπότε έγινε ευκολότερο για τηλεσκόπια με μικρότερα ανοίγματα περίπου 102 mm/4 ίντσες ορατά έτσι ότι ερασιτέχνες αστρονόμοι μπορούσαν να το παρακολουθήσουν. Αυτή η λάμψη αντιστοιχεί σε αύξηση του λάμψη από 250 φορές.
Σχετίζεται με: Οι εκρήξεις άστρων νετρονίων «βαμπίρ» σχετίζονται με πίδακες που κινούνται με ταχύτητα σχεδόν την ταχύτητα του φωτός
Από τότε που η HM Sge πήγε στη Nova, δεν ακολουθεί πλέον τους κανόνες. Τα περισσότερα nova φθείρονται μετά από λίγες μέρες. Το HM Sge, από την άλλη πλευρά, διατήρησε τη μέγιστη φωτεινότητά του για χρόνια, μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 1980, προτού αρχίσει να ξεθωριάζει σιγά-σιγά, με πιο έντονα φαινόμενα θαμπής. Ακόμη και τώρα έχει ξεθωριάσει μόνο σε μέγεθος +12 περίπου.
«Το 1975, το HM Sge έγινε από ένα δυσδιάκριτο αστέρι σε κάτι που βρισκόταν στο ραντάρ όλων των αστρονόμων της περιοχής και κάποια στιγμή η δραστηριότητα σταμάτησε», δήλωσε ο Ravi Sankrit του Επιστημονικού Ινστιτούτου Διαστημικού Τηλεσκοπίου (STScI). δήλωση γνώμη.
«Τα συμβιωτικά αστέρια όπως το HM Sge είναι σπάνια στο δικό μας γαλαξίαςΚαι το να είσαι μάρτυρας μιας έκρηξης που μοιάζει με nova είναι ακόμα πιο σπάνιο», πρόσθεσε στη δήλωση ο Steven Goldman, επίσης του STScI. «Αυτό το μοναδικό γεγονός είναι ένας θησαυρός δεκαετιών για τους αστροφυσικούς».
Οι παρατηρήσεις κατά τη διάρκεια των ετών με τη χρήση ποικίλων τηλεσκοπίων προσπάθησαν να καταλάβουν τι συμβαίνει στο HM Sge. Τώρα η Goldman και η Sankrit και η ομάδα τους έχουν επιτύχει νέα αποτελέσματα με βάση τις παρατηρήσεις από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble το 2021 και τα δεδομένα από NASAδεν υπάρχει πλέον ΣΟΦΙΑ (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy), το οποίο έχει ένα υπέρυθρο τηλεσκόπιο στο πίσω μέρος ενός Boeing 747 αεροσκάφη το 2021 και το 2022.
Η αρχή της εξασθένισης του συστήματος το 1985 μέχρι σήμερα έχει αποδοθεί, τουλάχιστον εν μέρει, στη συμπεριφορά του κόκκινου γίγαντα αστέρα. Είναι ένα λεγόμενο Mira μεταβλητός (μετά το πρωτότυπο της τάξης, Mira – Omicron Ceti – στον αστερισμό Κήτος, η Φάλαινα) και βιώνει περιοδικούς παλμούς περίπου κάθε 534 ημέρες. Η αρχή του σκοταδισμού του συστήματος στα μέσα της δεκαετίας του 1980 αποδόθηκε σε ένα από τα δύο πράγματα. Θα μπορούσε είτε να είχε προκληθεί από μια μεγαλύτερη από το συνηθισμένο απώλεια μάζας από τον κόκκινο γίγαντα σε συνδυασμό με τους παλμούς του, που θα προκαλούσε μια έκχυση σκόνης που μπλοκάρει μέρος του φωτός, είτε θα μπορούσε να ήταν το αποτέλεσμα των 90-90 του λευκού νάνου έτος, η μη κυκλική τροχιά και ο Κόκκινος Γίγαντας θα βρίσκονται ο ένας γύρω από τον άλλο, ωθώντας τους περισσότερο μακριά και μειώνοντας την ποσότητα υλικού που ρέει μεταξύ των δύο. Επί του παρόντος, η απόσταση μεταξύ των δύο στοιχείων του συστήματος είναι περίπου 40 αστρονομικές μονάδες (AU), όπου 1 AU ορίζεται από τη μέση απόσταση μεταξύ Γη Και ο ήλιος μας149,6 εκατομμύρια χιλιόμετρα (93 εκατομμύρια μίλια). Για σύγκριση: Ποσειδώνας απέχει 30 AU από τον Ήλιο.
Οι παρατηρήσεις του Hubble αποκάλυψαν επίσης μια ισχυρή γραμμή εκπομπής από ιονισμένο μαγνήσιο. Αυτή η γραμμή εκπομπής δεν υπήρχε στα φάσματα του HM Sge από το 1990, όταν η θερμοκρασία του λευκού νάνου ήταν 200.000 βαθμοί Κελσίου (περίπου 400.000 βαθμοί Φαρενάιτ). Για να υπάρχει πολύ ιονισμένο μαγνήσιο σε μεγάλες ποσότητες, η θερμοκρασία του λευκού νάνου πρέπει να έχει ανέβει στους 250.000 βαθμούς Κελσίου (περίπου 450.000 βαθμούς Φαρενάιτ) κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Αυτό το καθιστά έναν από τους πιο καυτούς λευκούς νάνους γνωστούς, αν και η συνολική φωτεινότητα του συστήματος μειώνεται. Αυτό που προκαλεί αυτή την αύξηση της θερμοκρασίας είναι επί του παρόντος ένα μυστήριο.
Επιπλέον, για πρώτη φορά σε ένα συμβιωτικό δυαδικό αστέρι, η SOFIA μπόρεσε να ανιχνεύσει γραμμές εκπομπής υδρατμών στο δίσκο και να χρησιμοποιήσει το σήμα τους ως δείκτη για τη μέτρηση των ιδιοτήτων του δίσκου προσαύξησης. Τα μόρια του νερού φαίνεται να κινούνται με 29 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο, λόγω της ταχύτητας με την οποία ρέουν κατά μήκος της άκρης του δίσκου.
Ωστόσο, οι περισσότερες γραμμές εκπομπής στο φάσμα του HM Sge εξασθενούν σε σύγκριση με το 1990. Αυτό δείχνει ότι το σύστημα αλλάζει και εξελίσσεται αργά, πιθανώς επειδή ο κόκκινος γίγαντας και ο λευκός νάνος απομακρύνονται ο ένας από τον άλλο.
Η ομάδα των Goldman και Sankrit καταλήγει στο συμπέρασμα ότι το σύστημα HM Sge εγκαταστάθηκε σε μια «νέα κανονική» αρκετά γρήγορα μετά την έκρηξη nova του 1975, με τη φωτεινότητα να μειώνεται μόνο αργά κατά μέσο όρο με τα χρόνια (υπήρχαν κάποιες διακυμάνσεις στη φωτεινότητα, τόσο στην οπτική όσο και στην υπέρυθρη εμβέλεια και όχι πάντα ταυτόχρονα). χρόνοςπου με τη σειρά του αποδίδεται στη συμπεριφορά του κόκκινου γίγαντα). Το γενικό ξεθώριασμα μπορεί να συνεχιστεί με αργό ρυθμό για πολλά χρόνια έως ότου ο λευκός νάνος και ο κόκκινος γίγαντας έρθουν πιο κοντά στην τροχιά τους, αυξάνοντας την ποσότητα υλικού που ρέει μεταξύ τους και δημιουργώντας έναν άλλο νέο.
Άλλωστε, ο λευκός νάνος είναι μια προεπισκόπηση της μοίρας που επιφυλάσσει ο κόκκινος γίγαντας. Και οι δύο κάποτε έμοιαζαν με τον ήλιο. αστέρια Σε ένα δυαδικό σύστημα αστεριών, το ένα αστέρι έχει ελαφρώς μεγαλύτερη μάζα από το άλλο. Το πιο μαζικό αστέρι χρησιμοποίησε το πυρηνικό του καύσιμο πιο γρήγορα και εξελίχθηκε σε κόκκινο γίγαντα, αποβάλλοντας τελικά το διάχυτο εξωτερικό του κέλυφος και εκθέτοντας τον εκτεθειμένο, αδρανή πυρήνα του – τον λευκό νάνο. Το άλλο αστέρι εξελίχθηκε λίγο πιο αργά, αλλά τώρα ακολουθεί τον ίδιο δρόμο με το αδερφάκι του, αρχικά έγινε κόκκινος γίγαντας και μετά, μετά από περίπου ένα εκατομμύριο χρόνια, έγινε λευκός νάνος.
Οι βαρυτικές αλλαγές που θα προκαλέσει η μεταμόρφωση του κόκκινου γίγαντα θα μπορούσαν να φέρουν τους δύο λευκούς νάνους πιο κοντά. Μια μέρα που θα συγκρουστούν θα εκραγούν ως Τύπος Ια. Supernovaαλλά αυτό δεν θα συμβεί για εκατοντάδες εκατομμύρια ή ίσως και δισεκατομμύρια χρόνια.
Τα αποτελέσματα από το Hubble και τη SOFIA δημοσιεύτηκαν στο The Astrophysical Journal.