Gemini North-observationer muliggør gennembrud i århundreder gamle bestræbelser på at opklare astronomisk mysterium

Et internationalt hold af astronomer, der bruger Gemini Norths GNIRS-instrument har opdaget, at CK Vulpeculae, første gang set som en lysende ny stjerne i 1670, er cirka fem gange længere væk end tidligere antaget. Dette gør 1670-eksplosionen af ​​CK Vulpeculae meget mere energisk end tidligere anslået og placerer den i en mystisk klasse af objekter, der er for lyse til at være medlemmer af den velforståede type eksplosioner kendt som novaer, men for svag til at være supernovaer.

350 år siden, den franske munk Anthelme Voituret så en lysende ny stjerne blusse ind i livet i stjernebilledet Vulpecula. I løbet af de følgende måneder, stjernen blev næsten lige så lysstærk som Polaris (Nordstjernen) og blev overvåget af nogle af datidens førende astronomer, før den forsvandt af syne efter et år. Den nye stjerne fik til sidst navnet CK Vulpeculae og blev længe anset for at være det første dokumenterede eksempel på en nova - en flygtig astronomisk begivenhed, der opstod fra en eksplosion i et tæt dobbeltstjernesystem, hvor et medlem er en hvid dværg, resten af ​​en sollignende stjerne. Imidlertid, en række nyere resultater har bragt den mangeårige klassificering af CK Vulpeculae som en nova i tvivl.

I 2015 et hold af astronomer foreslog, at CK Vulpeculaes optræden i 1670 var resultatet af to normale stjerner, der gennemgik en katastrofal kollision. Godt tre år senere, de samme astronomer foreslog yderligere, at en af ​​stjernerne i virkeligheden var en oppustet rød kæmpestjerne, efter deres opdagelse af en radioaktiv isotop af aluminium i de umiddelbare omgivelser på stedet for eksplosionen i 1670. komplicerer billedet endnu mere, en separat gruppe af astronomer foreslog en anden fortolkning. I deres papir, også udgivet i 2018, de foreslog, at den pludselige opklaring i 1670 var resultatet af fusionen mellem en brun dværg - en mislykket stjerne for lille til at skinne via termonuklear fusion, der driver Solen - og en hvid dværg.

Nu, tilføjer til det igangværende mysterium omkring CK Vulpeculae, nye observationer fra det internationale Gemini Observatory, et program fra NSF's NOIRLab, afsløre, at dette gådefulde astronomiske objekt er meget længere væk og har udstødt gas med meget højere hastigheder end tidligere rapporteret.

Dette hold, ledet af Dipankar Banerjee fra Physical Research Laboratory Ahmedabad, Indien, Tom Gevalle fra Gemini Observatory, og Nye Evans fra Keele University i Storbritannien, oprindeligt planlagt at bruge Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS) instrumentet på Gemini North på Hawaiis Maunakea for at bekræfte påvisningen af ​​radioaktivt aluminium i 2018 i hjertet af CK Vulpeculae. Efter at have indset, at det ville være langt sværere at opdage dette i det infrarøde, end de oprindeligt troede, astronomerne improviserede og opnåede infrarøde observationer over hele omfanget af CK Vulpeculae, inklusive de to tågestykker ved dens yderste kanter.

"Nøglen til vores opdagelse var GNIRS-målingerne opnået ved de ydre kanter af tågen, " uddybede Geballe. "Signaturen af ​​rødforskudte og blåforskudte jernatomer detekteret der viser, at tågen udvider sig meget hurtigere end tidligere observationer havde antydet."

Som hovedforfatter og astronom Banerjee forklarer yderligere, "Vi havde ikke mistanke om, at det var det, vi ville finde. Det var spændende, da vi fandt noget gas, der rejste med den uventede høje hastighed på omkring 7 millioner km/t. Dette antydede en anden historie om CK Vulpeculae, end hvad der var blevet teoretiseret. "

Ved at måle både hastigheden af ​​tågens ekspansion og hvor meget de yderste spidser havde bevæget sig i løbet af de sidste ti år, og tegner sig for stjernetågens hældning på nattehimlen, som var blevet estimeret tidligere af andre, holdet fastslog, at CK Vulpeculae ligger omkring 10, 000 lysår væk fra Solen - omkring fem gange så langt væk som tidligere antaget. Det betyder, at eksplosionen i 1670 var langt lysere, frigiver omkring 25 gange mere energi end tidligere anslået. Dette meget større skøn over mængden af ​​frigivet energi betyder, at uanset hvilken begivenhed, der forårsagede den pludselige optræden af ​​CK Vulpeculae i 1670, var langt mere voldelig end en simpel nova.

"Med hensyn til frigivet energi, vores fund placerer CK Vulpeculae nogenlunde midt imellem en nova og en supernova, " kommenterede Evans. "Det er et af meget få sådanne objekter i Mælkevejen, og årsagen - eller årsagerne - til udbruddene af denne mellemklasse af objekter forbliver ukendte. Jeg tror, ​​vi alle ved, hvad CK Vulpeculae ikke er, men ingen ved hvad det er."

Det visuelle udseende af CK Vulpeculae-tågen og de høje hastigheder, som holdet observerede, kunne hjælpe astronomer med at genkende levn fra lignende begivenheder - i vores Mælkevej eller i eksterne galakser - der har fundet sted tidligere.

"Det er vanskeligt på nuværende tidspunkt at give en endelig eller overbevisende forklaring på oprindelsen af ​​1670-udbruddet af CK Vulpeculae, " konkluderede Banerjee. "Selv 350 år efter Voiturets opdagelse, arten af ​​eksplosionen forbliver et mysterium. "