En mærkelig stjerne producerede den hurtigste nova nogensinde

Astronomer summer efter at have observeret den hurtigste nova, der nogensinde er registreret. Den usædvanlige begivenhed henledte videnskabsmænds opmærksomhed på en endnu mere usædvanlig stjerne. Når de studerer det, kan de finde svar på ikke kun novaens mange forvirrende træk, men på større spørgsmål om kemien i vores solsystem, stjernernes død og universets udvikling.

Forskerholdet, ledet af Arizona State University Regents professor Sumner Starrfield, professor Charles Woodward fra University of Minnesota og forskningsforsker Mark Wagner fra Ohio State University, var medforfatter til en rapport offentliggjort i dag i Research Notes of the American Astronomical Samfund .

En nova er en pludselig eksplosion af stærkt lys fra et tostjernet system. Hver nova er skabt af en hvid dværg - den meget tætte tilbageværende kerne af en stjerne - og en nærliggende ledsagerstjerne. Over tid trækker den hvide dværg stof fra sin ledsager, som falder ned på den hvide dværg. Den hvide dværg opvarmer dette materiale, hvilket forårsager en ukontrolleret reaktion, der frigiver et udbrud af energi. Eksplosionen skyder sagen væk med høje hastigheder, som vi observerer som synligt lys.

Den lyse nova falmer normalt over et par uger eller længere. Den 12. juni 2021 sprang nova V1674 Hercules så klart, at den var synlig med det blotte øje - men på lidt over én dag var den svag igen. Det var som om nogen tændte og slukkede en lommelygte.

Nova-begivenheder på dette hastighedsniveau er sjældne, hvilket gør denne nova til et værdifuldt studieemne.

"Det var kun omkring en dag, og den tidligere hurtigste nova var en, vi studerede tilbage i 1991, V838 Herculis, som faldt på omkring to eller tre dage," siger Starrfield, en astrofysiker ved ASU's School of Earth and Space Exploration.

Da astronomiverdenen så V1674 Hercules, fandt andre forskere ud af, at dens hastighed ikke var dens eneste usædvanlige egenskab. Lyset og energien, den udsender, pulserer også som lyden af ​​en klokke med genklang.

Hvert 501 sekund er der en slingre, som observatører kan se i både synlige lysbølger og røntgenstråler. Et år efter dens eksplosion viser novaen stadig denne vaklen, og det ser ud til, at den har stået på i endnu længere tid. Starrfield og hans kolleger er fortsat med at studere denne særhed.

"Det mest usædvanlige er, at denne svingning blev set før udbruddet, men det var også tydeligt, da novaen var omkring 10 størrelsesordener lysere," siger Wagner, der også er videnskabschef ved Large Binocular Telescope Observatory, der bruges til at observere novaen. "Et mysterium, som folk prøver at kæmpe med, er, hvad der driver denne periodicitet, at du ville se det over det lysstyrkeområde i systemet."

Holdet bemærkede også noget mærkeligt, da de overvågede stoffet, der blev udstødt af nova-eksplosionen - en slags vind, som kan være afhængig af positionerne af den hvide dværg og dens ledsagerstjerne, former strømmen af ​​materiale ud i rummet, der omgiver systemet.

Selvom den hurtigste nova (bogstaveligt talt) er prangende, er grunden til, at det er værd at studere yderligere, at novaer kan fortælle os vigtig information om vores solsystem og endda universet som helhed.

En hvid dværg samler og ændrer stof og krydrer derefter det omgivende rum med nyt materiale under en nova-eksplosion. Det er en vigtig del af stofkredsløbet i rummet. De materialer, der udskydes af novaer, vil med tiden danne nye stjernesystemer. Sådanne begivenheder var også med til at danne vores solsystem og sikre, at Jorden er mere end en klump kulstof.

"Vi forsøger altid at finde ud af, hvordan solsystemet blev dannet, hvor de kemiske elementer i solsystemet kom fra," siger Starrfield. "En af de ting, vi kommer til at lære af denne nova, er for eksempel, hvor meget lithium der blev produceret ved denne eksplosion. Nu er vi ret sikre på, at en betydelig del af det lithium, vi har på Jorden, blev produceret ved den slags eksplosioner."

Nogle gange mister en hvid dværgstjerne ikke alt sit opsamlede stof under en nova-eksplosion, så for hver cyklus tager den på i masse. Dette ville i sidste ende gøre det ustabilt, og den hvide dværg kunne generere en type 1a supernova, som er en af ​​de lyseste begivenheder i universet. Hver type 1a supernova når det samme niveau af lysstyrke, så de er kendt som standard stearinlys.

"Standardlys er så lyse, at vi kan se dem på store afstande hen over universet. Ved at se på, hvordan lysets lysstyrke ændrer sig, kan vi stille spørgsmål om, hvordan universet accelererer eller om universets overordnede tredimensionelle struktur, " siger Woodward. "Dette er en af ​​de interessante grunde til, at vi studerer nogle af disse systemer."

Derudover kan novaer fortælle os mere om, hvordan stjerner i binære systemer udvikler sig til deres død, en proces, der ikke er godt forstået. De fungerer også som levende laboratorier, hvor videnskabsmænd kan se kernefysik i aktion og teste teoretiske koncepter.

Novaen overraskede astronomiverdenen. Det var ikke på videnskabsmænds radar, før en amatørastronom fra Japan, Seidji Ueda, opdagede og rapporterede det.

Borgervidenskabsmænd spiller en stadig vigtigere rolle inden for astronomi, ligesom moderne teknologi. Selvom det nu er for svagt for andre typer teleskoper at se, er holdet stadig i stand til at overvåge novaen takket være det store kikkertteleskops brede blænde og dets observatoriums andet udstyr, herunder dets par multi-objekt dobbeltspektrografer og enestående PEPSI høj opløsning spektrograf.

De planlægger at undersøge årsagen til udbruddet og de processer, der førte til det, årsagen til dets rekordstore tilbagegang, kræfterne bag den observerede vind og årsagen til dens pulserende lysstyrke. + Udforsk yderligere

MAGIC-teleskoper observerer nova-eksplosion