Hvornår er en nova ikke en nova? Når en hvid dværg og en brun dværg støder sammen

Forskere fra Keele University og et internationalt hold af astronomer har for første gang rapporteret, at en hvid dværg og en brun dværg stødte sammen i et 'glans af herlighed', der blev set på Jorden i 1670.

Ved at bruge Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile, astronomerne fandt beviser på, at en hvid dværg (resterne af en sollignende stjerne i slutningen af ​​dens levetid) og en brun dværg (en mislykket stjerne uden tilstrækkelig masse til at opretholde termonuklear fusion) stødte sammen i en kortvarig herlighedsflamme, der blev set på Jorden i 1670 som Nova Cygni - "en ny stjerne under Svanens hoved." Den dukkede pludselig op som en stjerne lige så lysende som dem i ploven, der gradvist falmede, dukkede op igen, og til sidst forsvandt fra syne.

Moderne astronomer, der studerede resterne af denne kosmiske begivenhed, troede oprindeligt, at den var udløst af sammensmeltningen af ​​to hovedsekvensstjerner på den samme evolutionære sti som vores sol. Denne nova blev længe omtalt som "Nova Vulpeculae 1670, " og blev senere kendt som CK Vulpeculae. vi ved nu, at CK Vulpeculae ikke var, hvad vi i dag ville beskrive som en nova, men var, faktisk, sammensmeltningen af ​​to stjerner - en hvid dværg og en brun dværg.

Ved at studere affaldet fra denne eksplosion, som i dag fremstår som to ringe af støv og gas, der ligner et timeglas med en kompakt central genstand, forskerholdet konkluderede, at en brun dværg smeltede sammen med en hvid dværg. Professor Nye Evans, Professor i astrofysik ved Keele University og medforfatter på i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society , forklarer, "CK Vulpeculae er tidligere blevet betragtet som den ældste 'gamle nova'. Imidlertid, de observationer af CK Vulpeculae, jeg har lavet gennem årene ved hjælp af teleskoper på jorden og i rummet, overbeviste mig om, at dette ikke var nogen nova. Alle vidste, hvad det ikke var – men ingen vidste, hvad det var. Men en stjernefusion af en eller anden art virkede som det bedste bud. Med vores ALMA observationer af det udsøgte støvede timeglas og den skæve skive, plus tilstedeværelsen af ​​lithium og særegne isotopmængder, puslespillet passede sammen:I 1670, en brun dværgstjerne blev revet i stykker og dumpet på overfladen af ​​en hvid dværgstjerne, førte til udbruddet i 1670 og timeglasset, vi ser i dag. "

Holdet af europæiske, Amerikanske og sydafrikanske astronomer brugte Atacama Large Millimeter/submillimeter Array til at undersøge resterne af fusionen og rapporterede nogle interessante fund. Ved at studere lyset fra to fjerne stjerner, når de skinner gennem de støvede rester af fusionen, forskerne var i stand til at opdage den signalerende signatur af elementet lithium, som let ødelægges i stjernernes indre.

Dr. Stewart Eyres, stedfortrædende dekan for Det Computeriske Fakultet, Engineering and Science ved University of South Wales og hovedforfatter på papiret, siger, "Materialet i timeglasset indeholder grundstoffet lithium, normalt let ødelægges i stjernernes indre. Tilstedeværelsen af ​​lithium, sammen med usædvanlige isotopforhold mellem elementerne C, N, Åh, indikerer, at en astronomisk lille mængde materiale, i form af en brun dværgstjerne, styrtede ned på overfladen af ​​en hvid dværg i 1670, fører til termonuklear afbrænding, et udbrud, der førte til den lysende farve, som karteusermunken Anthelme og astronomen Hevelius så og i timeglasset ser vi i dag."

Professor Albert Zijlstra, fra University of Manchester's School of Physics &Astronomy, medforfatter til undersøgelsen, siger, "Stjernekollisioner er de mest voldsomme begivenheder i universet. Mest opmærksomhed er givet til kollisioner mellem neutronstjerner, eller mellem to hvide dværge – som kan producere en supernova – og kollisioner mellem stjerne og planet. Men det er meget sjældent, at man rent faktisk ser en kollision, og hvor vi tror, ​​at det skete, det er svært at vide, hvilken slags stjerner der stødte sammen. Kollisionen her er en ny, ikke tidligere overvejet eller nogensinde set før. Dette er en ekstremt spændende opdagelse."

Professor Sumner Starrfield, Regents 'professor i astrofysik ved Arizona State University siger, "Den hvide dværg ville have været omkring 10 gange mere massiv end den brune dværg, så da den brune dværg spiralerede ind i den hvide dværg, ville den være blevet revet fra hinanden af ​​de intense tidevandskræfter, som den hvide dværg udøvede. Da disse to objekter kolliderede, de spildte en cocktail af molekyler og usædvanlige elementisotoper ud. Disse organiske molekyler, som vi kunne opdage med ALMA, udvides målbart til det omgivende miljø, giver overbevisende beviser for den sande oprindelse af denne eksplosion. Det er første gang, at en sådan begivenhed er endeligt identificeret. Spændende nok, timeglasset er også rigt på organiske molekyler såsom formaldehyd (H ₂ CO), methanol (CH ₃ OH) og methanamid (NH ₂ CHO). Disse molekyler ville ikke overleve i et miljø, der gennemgår nuklear fusion og må være blevet produceret i affaldet fra eksplosionen. Dette giver yderligere støtte til konklusionen om, at en brun dværg mødte sin død i en stjerne-på-stjerne kollision med en hvid dværg."

Da de fleste stjernesystemer i Mælkevejen er binære, stjernekollisioner er ikke så sjældne, bemærker astronomerne. Professor Starrfield siger, "Sådanne kollisioner er sandsynligvis ikke sjældne, og dette materiale vil i sidste ende blive en del af et nyt planetsystem, indebærer, at de allerede kan indeholde byggestenene i organiske molekyler, mens de dannes. "