Nawracające Novae, Lekkie Echa i Tajemnica T Pyxidis

Niektóre z najbardziej gwałtownych wydarzeń w naszym Wszechświecie były tematem dyskusji dziś rano na 222^nd spotkanie Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w Indianapolis w stanie Indiana, podczas którego badacze ujawnili ostatnie obserwacje ech świetlnych widzianych w wyniku wybuchów gwiazd.

Echo światła pojawia się, gdy widzimy kurz i wyrzucany materiał oświetlony przez genialną nową. Podobne zjawisko skutkuje tym, co określa się mianem mgławicy refleksyjnej. Mówi się, że gwiazda przechodzi w nową, gdy gwiazda białego karła wysysa materiał z gwiazdy towarzyszącej. Zakumulowany wodór gromadzi się pod ogromnym ciśnieniem, wywołując krótki wybuch syntezy jądrowej.

Bardzo szczególnym i rzadkim przypadkiem jest klasa zmiennych kataklizmicznych znana jako nawracające nowe. W naszej galaktyce znanych jest mniej niż tuzin tego typu gwiazd, a najbardziej znanym i dziwnym przypadkiem jest przypadek T Pyxidis.

Położona w południowej konstelacji Pyxis, T Pyxidis ogólnie oscyluje wokół +15^th jasność, słaby cel nawet w dużym teleskopie przydomowym. Jest jednak podatny na wielkie wybuchy zbliżające się do jasności gołym okiem mniej więcej co 20 lat do wielkości +6,4. To zmiana jasności prawie 4000-krotnie.

Ale tajemnica pogłębiła się tylko wokół tej gwiazdy. Osiem wybuchów było monitorowanych przez astronomów w latach 1890–1966, a następnie… nic. Przez dziesięciolecia T Pyxidis milczał. Spekulacje przesunięto z kiedy T Pyxidis wpadłby do dlaczego ta gwiazda nagle przechodziła długą fazę ciszy.

Czy modele nawracających nowych mogą wymagać przeglądu?

T Pyxidis ostatecznie odpowiedział na pytania astronomów w 2011 r., Po raz pierwszy od 45 lat. I tym razem mieli pod ręką Kosmiczny Teleskop Hubble'a, aby być świadkiem tego wydarzenia.

W rzeczywistości Hubble został właśnie odnowiony podczas ostatniej wizyty promu kosmicznego Atlantyda do obserwatorium orbitującego w 2009 roku na STS-125 z instalacją kamery Wide Field Camera 3, która była używana do monitorowania wybuchu T Pyxidis.

Obserwacja echa świetlnego przez Hubble'a również zaskoczyła astronomów.

„W pełni spodziewaliśmy się, że będzie to sferyczna skorupa”, powiedział Arlin Crotts z Columbia University, odnosząc się do wyrzutu w pobliżu gwiazdy. „Ta obserwacja pokazuje, że jest to dysk i jest on wypełniony szybko poruszającymi się wyrzutami z poprzednich wybuchów.”

Rzeczywiście, odkrycie to stwarza ekscytujące możliwości, takie jak zapewnienie badaczom możliwości mapowania anatomii poprzednich wybuchów gwiazdy, gdy echo światła ewoluuje i oświetla trójwymiarowe wnętrze dysku jak chińska latarnia. Dysk jest nachylony o około 30 stopni do naszej linii wzroku, a badacze sugerują, że gwiazda towarzysząca może odgrywać rolę w formowaniu jej struktury ze sfery w dysk. Dysk materiału otaczającego T Pyxidis to olbrzymio średnicy około 1 roku świetlnego. Powoduje to pozorną średnicę pierścienia wynoszącą 6 sekund łukowych (około 1/8 pozornego rozmiaru Jowisza w opozycji) widzianego z naszego ziemskiego punktu obserwacyjnego.

Paradoksalnie, echa świetlne mogą wydawać się poruszać z prędkością superświetlną. Złudzenie to wynika z geometrii ścieżki, którą światło podąża, aby dotrzeć do obserwatora, przekraczając podobne odległości, ale przybywając w różnych momentach.

A mówiąc o odległości, pomiar ech świetlnych dał astronomom kolejną niespodziankę. T Pyxidis znajduje się w odległości około 15.500 lat świetlnych, na wyższym 10% końcu poprzedniego szacowanego zakresu 6500–16 000 lat świetlnych. Oznacza to, że T Pyxidis jest wewnętrznie jasnym obiektem, a jego wybuchy są jeszcze bardziej energetyczne niż myśli.

Echa świetlne zostały zbadane wokół innych nowych, ale po raz pierwszy naukowcy byli w stanie zmapować je szeroko w 3 wymiarach.

„Wszyscy widzieliśmy, jak światło pocisków z fajerwerków podczas wielkiego finału rozświetli dym i sadzę z pocisków wcześniej w serialu”, powiedział członek zespołu Stephen Lawrence z Uniwersytetu Hofstra. „W analogiczny sposób wykorzystujemy światło z ostatniego wybuchu T Pyx i jego rozprzestrzeniania się z prędkością światła, aby analizować pokazy sztucznych ogni sprzed dziesięcioleci”.

Badacze powiedzieli także Space Magazine o roli, jaką odegrali astronomowie amatorzy w monitorowaniu tych wybuchów. Istnieje tylko tyle „czasu zasięgu”, z którego bardzo niewiele można przeznaczyć wyłącznie na badanie ech świetlnych. Amatorzy i członkowie American Association of Variable Star Observers (AAVSO) często jako pierwsi ostrzegają zawodowców o wybuchu. Słynny przykład tego miał miejsce w 2010 r., Kiedy Barbara Harris, obserwatorka z podwórka na Florydzie, jako pierwsza zauważyła wybuch od nawracających nowych U Scorpii.

I chociaż T Pyxidis może być teraz uśpiony przez kilka następnych dziesięcioleci, istnieje kilka innych powtarzających się nowych, które warto dalej badać:

Oczywiście, powtarzające się nowe mają opowieść o roli, jaką odgrywają w kosmosie. Gratulacje dla Lawrence'a i zespół za odkrycie… miej oko na przyszłe fajerwerki tej rzadkiej klasy gwiazd!

Przeczytaj oryginalną informację prasową NASA i więcej na temat T Pyxidis tutaj.