Binærstjernen V Sagittae eksploderer som en meget lys nova ved århundreders slutning

I øjeblikket, den svage stjerne V Sagittae, V Sge, i stjernebilledet Sagitta, er knapt synligt, selv i mellemstore teleskoper. Imidlertid, omkring år 2083, denne uskyldige stjerne vil eksplodere, bliver lige så lys som Sirius, den klareste stjerne på nattehimlen. I denne tid med udbrud, V Sge vil være den mest lysende stjerne i Mælkevejen. Denne forudsigelse præsenteres for første gang ved det 235. American Astronomical Society-møde i Honolulu, HEJ, af astronomerne Bradley E. Schaefer, Juhan Frank, og Manos Chatzopoulos, med Louisiana State University Department of Physics &Astronomy.

"Vi har nu en stærk forudsigelse for fremtiden for V Sge, " sagde professor emeritus Bradley E. Schaefer, LSU Institut for Fysik &Astronomi. "I løbet af de næste par årtier, stjernen lyser hurtigt. Omkring år 2083, dets tilvækst vil stige katastrofalt, spilder masse med utroligt høje hastigheder på den hvide dværg, med dette materiale flammende væk. I de sidste dage af denne dødsspiral, al massen fra ledsagerstjernen vil falde ned på den hvide dværg, skaber en supermassiv vind fra den sammensmeltende stjerne, fremstår lige så lys som Sirius, muligvis endda lige så lys som Venus."

V Sge er et stjernesystem i en stor og forskelligartet klasse kaldet Cataclysmic Variables, CV'er, bestående af en almindelig stjerne i en binær bane omkring en hvid dværgstjerne, hvor den normale stjernes masse langsomt falder ned på den hvide dværg. CV'er inkluderer flere typer binære stjerner, ofte med spektakulær adfærd. V Sge er den mest ekstreme af alle CV'er, cirka 100 gange mere lysende end alle andre kendte CV'er, og driver en massiv stjernevind, lig med de mest massive stjerners vinde før deres død. Disse to ekstreme egenskaber er forårsaget af, at den normale stjerne er 3,9 gange mere massiv end den hvide dværg.

"I alle andre kendte CV'er er den hvide dværg mere massiv end den kredsende normale stjerne, så V Sge er helt unik, sagde Schäfer.

"Tidligere astronomer har studeret V Sge, indse, at det er et usædvanligt system med ekstreme egenskaber, sagde Frank. ingen havde indset, at den binære bane gik meget hurtigt i spiral."

Denne erkendelse kom fra rutinemæssige målinger af V Sges lysstyrke på gamle himmelfotos, der nu er arkiveret på Harvard College Observatory, giver en detaljeret historie, der går tilbage til år 1890.

Overraskende, V Sge er systematisk blevet lysere med en faktor på 10X, 2,5 størrelser, fra begyndelsen af ​​1890'erne og frem til det sidste årti. Denne hidtil usete adfærd blev bekræftet med arkivdata indsamlet fra databasen fra American Association of Variable Star Observers, AAVSO, viser V Sge lysere med næsten en faktor 10X, 2,4 størrelser, fra 1907 til de sidste par år.

"V Sge vinder eksponentielt lysstyrke med en fordobling af tidsskalaen på 89 år, " sagde Frank. "Denne oplysning kan kun resultere med, at massen falder fra den normale ledsagerstjerne, der stiger eksponentielt, i sidste ende fordi den binære bane er i spiral hurtigt."

"I forventning om dette hurtige henfald af kredsløbet, V Sges skæbne er beseglet, " sagde Schaefer. "Den kritiske og simple fysik er afledt af V Sge, hvor ledsagerstjernen er meget mere massiv end den hvide dværgstjerne, så masseoverførselshastigheden tvinges til at stige eksponentielt. Foregriber de næste par årtier, V Sge vil gå i spiral i et hurtigt tempo med stigende lysstyrke. uundgåeligt, denne in-spiral vil klimaks med størstedelen af ​​gassen i den normale stjerne, der falder ned på den hvide dværg, alt inden for de sidste uger og dage. Denne faldende masse vil frigive en enorm mængde gravitationel potentiel energi, driver en stjernevind som aldrig før set, og hæve systemets lysstyrke til lige under supernovaens lysstyrke på toppen."

Denne eksplosive begivenhed vil have maksimal lysstyrke over en måned, med to stjerner, der smelter sammen til én stjerne. Slutresultatet af fusionen vil producere en enkelt stjerne med en degenereret hvid dværgkerne, et brintbrændende lag, omgivet af et stort gashylster, hovedsagelig af brint.

"Fra dette kritiske nye input fra fordoblingstidsskalaen på 89 år, det bliver muligt direkte at beregne den fremtidige udvikling af V Sge, alle ved hjælp af standardligninger, der beskriver de mange fysiske mekanismer, der er involveret, sagde Schäfer.

Beregningerne giver et robust svar på lysstyrken med den in-spirale fusion, for den endelige fusionsbegivenhed vil være omkring år 2083. "Usikkerheden på denne dato er ±16 år, skyldes for det meste ikke at have et perfekt mål for fordoblingstidsskalaen på grund af den store iboende jitter af lysstyrken i den historiske optegnelse, sagde Frank. Derfor, fusionen vil være cirka mellem 2067 og 2099, højst sandsynligt nær midten af ​​dette område."

"Dermed, V Sge vil fremstå overraskende lys på nattehimlen, sagde Schäfer. "Dette er væsentligt lysere end den mest lysstærke kendte nova nogensinde (ved -0,5) for lidt over et århundrede siden, og sidste gang nogen 'gæstestjerne' fremstod lysere var Keplers Supernova i år 1604."

"Nu kan folk verden over vide, at de vil se en vidunderlig gæstestjerne skinne som den klareste på himlen i en måned eller deromkring, der peges på af pilen lige under Cygnus, Svanen, sagde Schäfer.