Gwiazda V Sagittae jest kolejnym kandydatem do eksplozji w gwiezdnej pirotechnice, a zespół astronomów wyznaczył rok tej kataklizmicznej eksplozji na 2083 r. Lub później. V Sagittae znajduje się w gwiazdozbiorze Sagitta (łac. Strzały), słabym i ledwo dostrzegalnym gwiazdozbiorze na niebie północnym. V Sagittae znajduje się około 1100 lat świetlnych od Ziemi.
W 1902 r. Astronomowie odkryli V Sge jako gwiazdę zmienną, aw 1963 r. Zespół astronomów pod przewodnictwem amerykańskiego Georga Herbiga zidentyfikował ją jako gwiazdę podwójną. Jest w klasie gwiazd zwanych zmiennymi kataklizmicznymi (CV), gdzie zwykła gwiazda okrąża białego karła. Orbitująca gwiazda jest gwiazdą pierwotną, a gwiazda wtórna jest gwiazdą przenoszącą masę.
W zmiennej kataklizmicznej dwie gwiazdy są wystarczająco blisko siebie, aby grawitacja białego karła zniekształcała gwiazdę wtórną. Materiał z gwiazdy wtórnej lub gwiazdy dawcy jest wciągany w pierścień akrecyjny wokół białego karła. Materiał w dysku akrecyjnym emituje silną energię UV i rentgenowską, gdy wpada do białego karła.
„We wszystkich innych znanych CV biały karzeł jest masywniejszy niż normalna gwiazda na orbicie, więc V Sge jest całkowicie wyjątkowy.”
Emerytowany profesor Bradley E. Schaefer, Wydział Fizyki i Astronomii LSU; Główny autor
Według nowych badań gwiazdy V Sge są w spirali śmierci. W ciągu następnych kilku dekad V Sge dramatycznie się rozjaśni. W pewnym momencie około 2083 roku osiągnie punkt krytyczny. Przeniesienie masy z gwiazdy dawcy na białego karła będzie tak duże, że gwiazda dawcy będzie się spiralnie zbliżać, dopóki się nie połączy. To nieuniknione połączenie spowoduje katastrofalną nową.
Emeritus Bradley E. Schaefer, Wydział Fizyki i Astronomii LSU, poprowadził nowe badanie.
„Mamy teraz mocne prognozy dotyczące przyszłości V Sge” - powiedział profesor Schaefer w komunikacie prasowym. „W ciągu najbliższych kilku dekad gwiazda rozjaśni się szybko. Około roku 2083 jego tempo akrecji wzrośnie katastrofalnie, rozlewając masę z niewiarygodnie wysoką szybkością na białego karła, a ten materiał płonie. W ostatnich dniach tej spirali śmierci cała masa z gwiazdy towarzyszącej spadnie na białego karła, tworząc supermasywny wiatr z łączącej się gwiazdy, sprawiający wrażenie jasnej jak Syriusz, a może nawet tak jasnej jak Wenus. ”
Nowe badania zostały zaprezentowane na dorocznym spotkaniu American Astronomical Society.
Zmienne kataklizmiczne są dużą różnorodną kategorią gwiazd o wielu różnych typach. V Sge jest jednym z najbardziej ekstremalnych typów. W przypadku V Sge gwiazda dawcy jest prawie cztery razy masywniejsza niż jej towarzysz z białego karła, co czyni ją jedynym znanym CV, w którym gwiazda dawcy jest bardziej masywna niż karzeł.
V Sge jest około 100 razy jaśniejszy niż jakiekolwiek inne znane CV. Para napędza niezwykle potężny wiatr gwiezdny, co stanowi spektakularne zakończenie układu podwójnego. Ekstremalna jasność oznacza tylko jedno: biały karzeł zdziera coraz więcej materiału z gwiazdy dawcy. Część tego materiału będzie akumulowała się na białym karle, a część zostanie przyspieszona w przestrzeń kosmiczną z dala od białego karła silnym wiatrem słonecznym, mętniąc system. W końcu gwiazda-dawca straci tyle materiału, że jej orbita ulegnie rozpadowi i obie zderzą się.
„We wszystkich innych znanych CV biały karzeł jest bardziej masywny niż normalna gwiazda na orbicie, więc V Sge jest całkowicie wyjątkowy” - powiedział Schaefer.
Astronomowie od dawna wiedzą, że V Sge był niezwykłym układem podwójnym o dziwnych właściwościach. Ale dopiero teraz zrozumieli, że ta para jest w zacieśniającej się spirali śmierci. Jest tak, ponieważ istnieją zarchiwizowane zdjęcia V Sge z lat 90. XIX wieku, które pokazują, że gwiazda rozjaśnia się w czasie, gdy biały karzeł gromadzi coraz więcej materiału od dawcy.
„Wcześniej astronomowie badali V Sge, zdając sobie sprawę, że jest to niezwykły system o ekstremalnych właściwościach” - powiedział Juhan Frank, członek zespołu. „Jednak nikt nie zdawał sobie sprawy, że binarna orbita bardzo szybko się spirali.”
Według archiwum zdjęć z American Association of Variable Star Observers V Sge doświadcza ekstremalnego rozjaśnienia 10-krotnie i 2,5-krotnie od około 1907 roku.
„V Sge wykładniczo zyskuje na jasności w podwojonej skali czasowej 89 lat” - powiedział Frank. „To rozjaśnienie może wynikać jedynie ze wzrostu masy spadającej z normalnej gwiazdy towarzyszącej wykładniczo, ostatecznie dlatego, że podwójna orbita szybko się spiralizuje”.
„W oczekiwaniu na szybkie rozpadnięcie się orbity los V Sge jest przesądzony” - stwierdził Schaefer. „Krytyczna i prosta fizyka wywodzi się z V Sge, w której gwiazda towarzysząca jest znacznie masywniejsza niż gwiazda białego karła, co zmusza wykładniczy wzrost prędkości transferu masy. Przewidując kolejne dekady, V Sge będzie robić spirale w szybkim tempie ze wzrostem jasności. ”
„Nieuchronnie ta spirala osiągnie punkt kulminacyjny, gdy większość gazu z normalnej gwiazdy spadnie na białego karła w ciągu ostatnich tygodni i dni” - powiedział Schaefer. „Ta spadająca masa uwolni ogromną ilość grawitacyjnej energii potencjalnej, napędzając gwiezdny wiatr, jak nigdy przedtem, i podniesie jasność układu do poziomu zbliżonego do supernowych w szczycie”.
Na podstawie wszystkich danych historycznych zespół był w stanie obliczyć, kiedy V Sge zderzy się ze sobą.
„Na podstawie tego nowego, kluczowego wkładu w podwojenie skali czasowej 89 lat, możliwe jest bezpośrednie obliczenie przyszłej ewolucji V Sge, wszystkie przy użyciu standardowych równań opisujących wiele zaangażowanych mechanizmów fizycznych”, powiedział Schaefer.
Obliczenia pokazują, że kataklizmiczna kolizja nastąpi w 2083 r. Za 16 lat.
„Niepewność w tej dacie wynosi ± 16 lat, wynikająca głównie z braku doskonałej miary podwojenia czasu z powodu dużego wewnętrznego wahania jasności w zapisie historycznym” - powiedział Frank. „W związku z tym scalenie nastąpi w przybliżeniu między 2067 a 2099 r., Najprawdopodobniej w pobliżu połowy tego zakresu.”
Szczytowa jasność potrwa około miesiąca i będzie pod tym względem pomiędzy Wenus a Syriuszem. Po połączeniu dwóch gwiazd gwiazda dawcy zniknie i pozostanie tylko jedna czerwona gwiazda olbrzyma. Gwiazda ta będzie miała rdzeń zdegenerowanej materii elektronowej, składający się z elektronów wpychanych w najniższy stan energetyczny przez leżący materiał. Materiałem pokrywającym w tym przypadku będzie warstwa płonąca wodór otoczona ogromną aureolą głównie wodoru.
Kiedy nastąpi fuzja i rozjaśnienie, będzie to historyczne. Wydarzenie V Sge nie będzie tak jasne, jak słynna Kepler Supernova z 1604 roku. Supernowa Keplera była widoczna na niebie w ciągu dnia przez około trzy tygodnie i została zarejestrowana przez kilka cywilizacji na całym świecie w tym czasie. Ale V Sge będzie również widoczny gołym okiem.
„W ten sposób V Sge będzie zaskakująco jasny na nocnym niebie” - powiedział Schaefer. „Jest to znacznie jaśniejsze niż najjaśniejsza znana dotąd nowa (o -0,5) nieco ponad sto lat temu, a ostatnim razem, gdy„ gwiazda gościnna ”wyglądała jaśniej, była Supernova Keplera w 1604 roku”.
„Teraz ludzie na całym świecie mogą wiedzieć, że będą widzieć cudowną gwiazdę gościa świecącą jako najjaśniej na niebie przez około miesiąc, na którą wskazuje strzałka tuż pod Łabędzią Łabędź” - powiedział Schaefer.
Novy powstałe w wyniku tego rodzaju fuzji są używane jako standardowe świece w astronomii, umożliwiając astronomom mierzenie dużych odległości. Niektóre novy również pozostawiają po sobie resztki, choć nie są tak energiczne ani masywne jak pozostałości po supernowych. Resztki Nova mogą trwać kilka stuleci.
Więcej:
- Informacja prasowa: Binary Star V Sagittae eksploduje jako bardzo jasna „Nova” pod koniec wieku
- Informacje dodatkowe: https://www.lsu.edu/physics/v_sagittae.php
- Space Magazine: Ta gwiazda idzie w kierunku Nova każdego roku przez miliony lat
