Astronomer forudser en eksplosion, der vil ændre nattehimlen i 2022

Calvin College-professor Larry Molnar og hans studerende sammen med kolleger fra Apache Point Observatory (Karen Kinemuchi) og University of Wyoming (Henry Kobulnicky) forudsiger en ændring af nattehimlen, der vil være synlig for det blotte øje.

"Det er en chance på én ud af en million, at du kan forudsige en eksplosion, "Molnar sagde om sin dristige prognose. "Det er aldrig blevet gjort før."

Molnars forudsigelse er, at en binær stjerne (to stjerner, der kredser om hinanden), han overvåger, vil smelte sammen og eksplodere i 2022, give eller tage et år; på hvilket tidspunkt stjernen vil øge sin lysstyrke ti tusind gange, blive en af ​​de lysere stjerner på himlen for en tid. Stjernen vil være synlig som en del af stjernebilledet Cygnus, og vil tilføje en stjerne til det genkendelige Northern Cross-stjernemønster.

Et spørgsmål fører til udforskning

Molnars udforskning af stjernen kendt som KIC 9832227 begyndte tilbage i 2013. Han deltog i en astronomikonference, da kollega-astronom Karen Kinemuchi præsenterede sin undersøgelse af stjernens lysstyrkeændringer, som afsluttedes med et spørgsmål:Pulserer det eller er det binært?

Til stede på konferencen var den daværende Calvin College-studerende Daniel Van Noord '14, Molnars forskningsassistent. Han tog spørgsmålet som en personlig udfordring og lavede nogle observationer af stjernen med Calvin-observatoriet.

"Han så på, hvordan stjernens farve korrelerede med lysstyrke og fastslog, at det bestemt var en binær, "sagde Molnar." Faktisk, han opdagede, at det faktisk var en kontakt binær, hvor de to stjerner deler en fælles atmosfære, som to jordnødder, der deler en enkelt skal.

"Derfra bestemte Dan en præcis omløbsperiode ud fra Kinemuchis Kepler-satellitdata (lige under 11 timer) og blev overrasket over at opdage, at perioden var lidt mindre end den, der blev vist af tidligere data," fortsatte Molnar.

Dette resultat mindede om arbejde udgivet af astronomen Romuald Tylenda, som havde studeret observationsarkiverne for at se, hvordan en anden stjerne (V1309 Scorpii) havde opført sig, før den eksploderede uventet i 2008 og producerede en rød nova (en type stjerneeksplosion, der først for nylig blev anerkendt som adskilt fra andre typer). Præ-eksplosionsregistreringen viste en kontakt binær med en omløbsperiode, der faldt med en accelererende hastighed. For Molnar, dette mønster af orbital forandring var en "Rosetta-sten" til fortolkning af de nye data.

At lave en dristig forudsigelse

Efter at have observeret periodeændringen til at fortsætte gennem 2013 og 2014, Molnar præsenterede orbital timing, der spænder over 15 år på mødet i januar 2015 i American Astronomical Society, med forudsigelsen om, at KIC 9832227 kan følge i fodsporene på V1309 Scorpii. Inden man tager hypotesen for alvorligt, selvom, den ene skulle udelukke den anden, mere dagligdags, fortolkninger af periodeændringen.

I de to år siden mødet Molnar og hans team har udført to stærke observationstest af de alternative fortolkninger. Først, spektroskopiske observationer udelukkede tilstedeværelsen af ​​en ledsagerstjerne med en omløbsperiode på mere end 15 år. Sekund, faldet i omløbsperioden i de seneste to år fulgte forudsigelsen i 2015 og overstiger nu den, der er vist af andre binære kontaktfiler.

Gå fra teori til virkelighed

"Bundlinjen er, at vi virkelig mener, at vores fusionsstjernehypotese skal tages seriøst lige nu, og vi bør bruge de næste par år til at studere dette intenst, så hvis det eksploderer, vil vi vide, hvad der førte til eksplosionen, "sagde Molnar.

Til det formål, Molnar og kolleger vil observere KIC 9832227 i det næste år over hele spektret af bølgelængder:ved hjælp af Very Large Array, den infrarøde teleskopfacilitet, og XMM-Newton rumfartøjet til at studere stjernens radio, infrarød og røntgenstråling, henholdsvis.

"Hvis Larrys forudsigelse er korrekt, hans projekt vil for første gang demonstrere, at astronomer kan fange visse binære stjerner i færd med at dø, og at de kan spore de sidste par år af en stjernedødsspiral op til det endelige punkt, dramatisk eksplosion, " sagde Matt Walhout, dekan for forskning og stipendium ved Calvin College.

Ser undrende på

"Projektet er vigtigt ikke kun på grund af de videnskabelige resultater, men også fordi det sandsynligvis vil fange fantasien hos folk på gaden, " sagde Walhout. "Hvis forudsigelsen er korrekt, så for første gang i historien, forældre vil være i stand til at pege på en mørk plet på himlen og sige, 'Holde øje, børn, der gemmer sig en stjerne derinde, men snart lyser det op.'"

Molnar siger, at dette er begyndelsen på en historie, der vil udfolde sig i løbet af de næste mange år, og folk på alle niveauer kan deltage.

"Orbitaltimingen kan kontrolleres af amatørastronomer, " sagde Molnar. "Det er forbløffende det udstyr, amatørastronomer har i disse dage. De kan måle lysstyrkevariationerne med tiden for denne stjerne med 12. størrelsesorden, mens den formørker, og selv se, om den fortsætter efter den tidsplan, vi forudsiger eller ej."