Wrażenie artysty na eksplozję RS Ophiuchi. Kliknij, aby powiększyć
Astronomowie zauważyli ostatnio, że normalnie słaba gwiazda RS Ophiuchi rozjaśniła się na tyle, aby była widoczna bez teleskopu. Ta biała karłowata gwiazda rozjaśniła się 5 razy w ciągu ostatnich 100 lat, a astronomowie uważają, że wkrótce zapadnie się w gwiazdę neutronową. RS Ophiuchi jest w układzie podwójnym ze znacznie większą gwiazdą czerwonego olbrzyma. Dwie gwiazdy są tak blisko, że biały karzeł faktycznie znajduje się w kopercie czerwonego olbrzyma i eksploduje z niego co około 20 lat.
12 lutego 2006 r. Amatorzy astronomii poinformowali, że słaba gwiazda w gwiazdozbiorze Ophiuchusa stała się nagle wyraźnie widoczna na nocnym niebie bez pomocy teleskopu. Dokumentacja pokazuje, że tak zwana nowa rekurencyjna, RS Ophiuchi (RS Oph), wcześniej osiągnęła ten poziom jasności pięć razy w ciągu ostatnich 108 lat, ostatnio w 1985 roku. Najnowszą eksplozję zaobserwowano w niespotykanej dotąd szczegółowości przez armadę kosmiczne i naziemne teleskopy.
Przemawiając dziś (piątek) na Narodowym Spotkaniu Astronomicznym RAS w Leicester, profesor Mike Bode z Uniwersytetu Johna Mooresa w Liverpoolu i dr Tim O’Brien z Jodrell Bank Observatory zaprezentują najnowsze wyniki, które rzucają nowe światło na to, co dzieje się, gdy gwiazdy eksplodują.
RS Oph znajduje się nieco ponad 5000 lat świetlnych od Ziemi. Składa się z białej gwiazdy karła (super gęstego jądra gwiazdy, wielkości Ziemi, która osiągnęła koniec swojej głównej fazy spalania wodoru i ewolucji i zrzuciła zewnętrzne warstwy) na bliskiej orbicie o wiele większa czerwona gwiazda olbrzyma.
Dwie gwiazdy są tak blisko siebie, że bogaty w wodór gaz z zewnętrznych warstw czerwonego olbrzyma jest stale przyciągany do karła przez jego wysoką grawitację. Po około 20 latach wydalono wystarczającą ilość gazu, aby na powierzchni białego karła nastąpiła niekontrolowana eksplozja termojądrowa. W ciągu niecałego dnia jego wydajność energetyczna wzrasta ponad 100 000 razy w stosunku do Słońca, a wydalony gaz (kilkakrotnie większa od masy Ziemi) jest wyrzucany w przestrzeń z prędkością kilku tysięcy kilometrów na sekundę.
Pięć takich eksplozji w ciągu stulecia można wyjaśnić tylko wtedy, gdy biały karzeł jest blisko maksymalnej masy, jaką mógłby mieć bez zapadania się, by stać się jeszcze gęstszą gwiazdą neutronową.
Co jest również bardzo niezwykłe w RS Oph, to fakt, że czerwony gigant traci ogromne ilości gazu na wietrze, który ogarnia cały system. W rezultacie eksplozja białego karła występuje „wewnątrz” rozszerzonej atmosfery jego towarzysza, a wyrzucony gaz następnie uderza w niego z bardzo dużą prędkością.
W ciągu kilku godzin od powiadomienia o ostatniej eksplozji RS Oph przekazanej międzynarodowej społeczności astronomicznej teleskopy zarówno na ziemi, jak i w kosmosie włączyły się do akcji. Wśród nich jest satelita Swift NASA, który, jak sama nazwa wskazuje, może być używany do szybkiego reagowania na rzeczy zmieniające się na niebie. W zbrojowni instrumentów znajduje się teleskop rentgenowski (XRT), zaprojektowany i zbudowany przez University of Leicester.
„Z kilku pomiarów rentgenowskich wykonanych pod koniec wybuchu w 1985 roku zdaliśmy sobie sprawę, że była to ważna część spektrum, w którym można jak najszybciej zaobserwować RS Oph” - powiedział profesor Mike Bode z Uniwersytetu Johna Mooresa w Liverpoolu, który kierował obserwując kampanię wybuchu w 1985 r., a teraz kieruje zespołem nadzorczym Swift dotyczącym obecnej eksplozji.
„Oczekiwano, że wstrząsy zostaną wywołane zarówno w wyrzuconym materiale, jak i w wietrze czerwonego olbrzyma, przy początkowej temperaturze do około 100 milionów stopni Celsjusza - prawie 10 razy większej niż w jądrze Słońca. Nie zawiedliśmy się! ”
Pierwsze obserwacje Swifta, zaledwie trzy dni po wybuchu, ujawniły bardzo jasne źródło promieniowania rentgenowskiego. W ciągu pierwszych kilku tygodni stało się jeszcze jaśniejsze, a następnie zaczęło zanikać, a widmo sugerowało, że gaz ochładza się, chociaż nadal ma temperaturę dziesiątek milionów stopni. Dokładnie tego się spodziewano, gdy szok wepchnął wiatr czerwonego olbrzyma i zwolnił. Potem stało się coś niezwykłego i nieoczekiwanego z emisją promieniowania rentgenowskiego.
„Około miesiąc po wybuchu jasność promieniowania rentgenowskiego RS Oph wzrosła bardzo gwałtownie”, wyjaśnia dr Julian Osborne z University of Leicester. „Prawdopodobnie dlatego, że gorący biały karzeł, który wciąż pali paliwo jądrowe, stał się widoczny przez wiatr czerwonego olbrzyma.
„Ten nowy strumień promieniowania rentgenowskiego był niezwykle zmienny i mogliśmy zobaczyć pulsacje, które powtarzają się co około 35 sekund. Chociaż są bardzo wczesne dni, a dane są wciąż pobierane, jedną z możliwości tej zmienności jest to, że jest to spowodowane niestabilnością szybkości spalania jądrowego na białym karle. ”
Tymczasem obserwatoria pracujące na innych długościach fal zmieniły swoje programy, aby obserwować zdarzenie. Dr Tim O'Brien z Jodrell Bank Observatory, który napisał pracę doktorską na temat wybuchu w 1985 r., Oraz dr Stewart Eyres z University of Central Lancashire, kierują zespołem, który zapewnia najbardziej szczegółowe obserwacje radiowe do tej pory zdarzenie.
„W 1985 r. Nie byliśmy w stanie obserwować RS Oph aż do prawie trzech tygodni po wybuchu, a następnie z urządzeniami, które były znacznie mniej zdolne niż te, które są obecnie dostępne” - powiedział dr O’Brien.
„Zarówno obserwacje radiowe, jak i rentgenowskie z ostatniego wybuchu dały nam kuszące przebłyski tego, co działo się podczas ewolucji wybuchu. Ponadto tym razem opracowaliśmy znacznie bardziej zaawansowane modele komputerów. Połączenie tych dwóch elementów niewątpliwie doprowadzi do lepszego zrozumienia okoliczności i konsekwencji wybuchu.
„W 2006 r. Nasze pierwsze obserwacje z brytyjskim systemem MERLIN zostały przeprowadzone zaledwie cztery dni po wybuchu i wykazały, że emisja radiowa jest znacznie jaśniejsza niż oczekiwano” - dodaje dr Eyres. „Od tego czasu rozjaśnił się, wyblakł, a następnie ponownie rozjaśnił. Dzięki teleskopom radiowym w Europie, Ameryce Północnej i Azji, które bardzo dokładnie monitorują to wydarzenie, jest to nasza najlepsza jak dotąd szansa na zrozumienie, co naprawdę się dzieje ”.
Obserwacje optyczne są również uzyskiwane przez wiele obserwatoriów na całym świecie, w tym zautomatyzowany teleskop Liverpool na La Palmie. Obserwacje prowadzone są również przy dłuższych długościach fal części podczerwieni widma.
„Po raz pierwszy jesteśmy w stanie zobaczyć efekty eksplozji i jej następstw na długości fal podczerwonych z kosmosu za pomocą Kosmicznego Teleskopu Spitzer NASA” - powiedział profesor Nye Evans z Keele University, który kieruje zespołem monitorującym podczerwień.
„Tymczasem obserwacje, które już uzyskaliśmy z ziemi, z Teleskopu Podczerwieni w Wielkiej Brytanii na szczycie Mauna Kea na Hawajach, znacznie przewyższają dane, które mieliśmy podczas erupcji w 1985 roku.
„Wstrząśnięty czerwony olbrzymi wiatr i materiał wyrzucony w eksplozję powodują emisję nie tylko przy długościach fal rentgenowskich, optycznych i radiowych, ale także w podczerwieni, poprzez linie koronalne (tak zwane, ponieważ są widoczne w samym Słońcu gorąca korona). Będą one miały decydujące znaczenie dla określenia liczebności pierwiastków w materiale wyrzuconym w eksplozji oraz w potwierdzeniu temperatury gorącego gazu. ”
26 lutego 2006 r. Był punktem kulminacyjnym kampanii obserwacyjnej. W tym, co z pewnością musi być wyjątkowym wydarzeniem, cztery satelity kosmiczne oraz obserwatoria radiowe na całym świecie obserwowały RS Oph tego samego dnia.
„Ta gwiazda nie mogła eksplodować w lepszym czasie dla międzynarodowych badań naziemnych i kosmicznych wydarzenia, które zmienia się za każdym razem, gdy na to patrzymy” - powiedział profesor Sumner Starrfield z Arizona State University, który kieruje amerykańską stroną współpracy . „Wszyscy jesteśmy bardzo podekscytowani i codziennie wymieniamy wiele e-maili, próbując zrozumieć, co dzieje się tego dnia, a następnie przewidzieć zachowanie na następny dzień”.
Oczywiste jest, że RS Oph zachowuje się jak pozostałość po supernowej typu „II”. Supernowe typu II reprezentują katastrofalną śmierć gwiazdy co najmniej 8 razy większą od masy Słońca. Wyrzucają również materiał o bardzo dużej prędkości, który oddziałuje z otoczeniem. Jednak pełna ewolucja pozostałości po supernowej zajmuje dziesiątki tysięcy lat. W RS Oph ewolucja ta dosłownie zachodzi na naszych oczach, około 100 000 razy szybciej.
„W wybuchu RS Oph w 2006 r. Mamy wyjątkową okazję do pełniejszego zrozumienia takich rzeczy, jak niekontrolowane wybuchy termojądrowe i punkty końcowe ewolucji gwiazd” - powiedział profesor Bode.
„Dysponując narzędziami obserwacyjnymi, nasze działania sprzed 21 lat wyglądają raczej prymitywnie”.
Oryginalne źródło: RAS News Release
