Ultra-tætte stjerner opdaget inde i en planetarisk tåge

Et internationalt team af astronomer har opdaget to stjerner i et binært par, der gennemfører en kredsløb om hinanden på lidt over tre timer, bosat i planetariske stjernetågen M3-1. Bemærkelsesværdigt, stjernerne kunne drive en nova -eksplosion, en helt uventet begivenhed baseret på vores nuværende forståelse af binær stjerneudvikling. Holdet, ledet af David Jones fra Instituto Astrofisica de Canarias og Universidad de La Laguna, rapportere deres fund i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society:Letters .

Planetære stjernetåger er de glødende skaller af gas og støv dannet fra de ydre lag af stjerner som vores egen sol, som de smider ud under de sidste faser af deres udvikling. I mange tilfælde, interaktion med en nærliggende ledsagerstjerne spiller en vigtig rolle i udstødningen af ​​dette materiale og dannelsen af ​​de detaljerede strukturer, der ses i de resulterende planetariske stjernetåger.

Planetågen M3-1 er placeret i stjernebilledet Canis Major, i en afstand på cirka 14, 000 lysår. M3-1 var en fast kandidat til at være vært for en binær central stjerne, da dens struktur med fremtrædende stråler og filamenter er typisk for disse binære stjerneinteraktioner.

Ved hjælp af teleskoper fra European Southern Observatory (ESO) i Chile, Jones hold kiggede på M3-1 over en periode på flere år. I processen opdagede og studerede de de binære stjerner i stjernetågen.

"Vi vidste, at M3-1 skulle være vært for en binær stjerne, så vi gik i gang med at tilegne os de observationer, der kræves for at bevise dette og for at relatere stjernetågenes egenskaber til udviklingen af ​​stjernen eller stjernerne, der dannede den, siger Brent Miszalski, forsker ved Southern African Large Telescope, og medforfatter af undersøgelsen.

De to stjerner er så tæt på hinanden, at de ikke kan løses fra jorden, så i stedet udledes tilstedeværelsen af ​​den anden stjerne af variationen af ​​deres observerede kombinerede lysstyrke - tydeligst af periodiske formørkelser af den ene stjerne af den anden, der producerer markante fald i lysstyrken.

"Da vi begyndte observationerne, det var umiddelbart klart, at systemet var et binært ”forklarer Henri Boffin, forsker ved European Southern Observatory i Tyskland. "Vi så, at den tilsyneladende enkelte stjerne i midten af ​​stjernetågen hurtigt ændrede sig i lysstyrke, og vi vidste, at dette måtte skyldes tilstedeværelsen af ​​en ledsagerstjerne. "

Teamet opdagede, at den centrale stjerne i planetariske stjernetåge M3-1 har en af ​​de korteste orbitale perioder med binære centrale stjerner, der hidtil er kendt, på godt tre timer. ESO-observationer viser også, at de to stjerner-højst sandsynligt en hvid dværg med en lavmasse-hovedsekvens-ledsager-er næsten rørende.

Som resultat, parret vil sandsynligvis gennemgå et såkaldt nova-udbrud, resultatet af overførsel af materiale fra den ene stjerne til den anden. Når denne når en kritisk masse, finder en voldsom termonuklear eksplosion sted, og systemet stiger midlertidigt i lysstyrke med op til en million gange.

"Efter de forskellige observationskampagner i Chile, vi havde nok data til at begynde at forstå egenskaberne ved de to stjerner - deres masser, temperaturer og radier "siger Paulina Sowicka, en ph.d. studerende ved Nicolas Copernicus Astronomical Center i Polen. "Det var en virkelig overraskelse, at de to stjerner var så tæt på hinanden og så store, at de næsten rørte hinanden. En nova -eksplosion kunne finde sted om få tusinde år fra nu."

Teori antyder, at binære stjerner skal være godt adskilt efter dannelsen af ​​en planetarisk tåge. Det bør derefter tage lang tid, før de begynder at interagere igen, og begivenheder som novae bliver mulige.

I 2007, astronomer observerede en anden nova -eksplosion, kendt som Nova Vul 2007, inde i en anden planetarisk tåge.

Jones kommenterer:"Begivenheden i 2007 var særlig vanskelig at forklare. Da de to stjerner var tæt nok til en nova, materialet i planetågen skulle have ekspanderet og spredt sig så meget, at det ikke længere er synligt. "

Den nye begivenhed tilføjer gåde, tilføjer Jones:"I de centrale stjerner i M3-1, vi har fundet en anden kandidat til et lignende nova -udbrud i den relativt nær fremtid. "

Teamet håber nu at kunne foretage yderligere undersøgelser af stjernetågen og andre som den, hjælper med at kaste lys over de fysiske processer og oprindelse af nover og supernovaer, nogle af de mest spektakulære og voldelige fænomener i universet.