26 listopada 2020

Powiew przeszłości – o CK Vulpeculae

Międzynarodowy zespół astronomów odkrył, że CK Vulpeculae, po raz pierwszy widziana jako gwiazda nowa w 1670 roku, znajduje się około pięć razy dalej niż wcześniej sądzono. To sprawia, że eksplozja CK Vulpeculae z 1670 roku jest znacznie bardziej energetyczna niż wcześniej szacowano i umieszcza ją w tajemniczej klasie obiektów, które są zbyt jasne, aby być członkami dobrze poznanego rodzaju eksplozji znanych jako nowe, ale zbyt słabe, aby być supernowymi.


350 lat temu francuski mnich Anthelme Voituret zobaczył, jak w konstelacji Liska (Vulpeculae) rozbłysła nowa, jasna gwiazda. W następnych miesiącach gwiazda stała się prawie tak jasna, jak Gwiazda Polarna i była monitorowana przez niektórych czołowych astronomów, w tym Jana Heweliusza i Giovanniego Cassiniego, zanim po roku zniknęła z pola widzenia. Nowa gwiazda ostatecznie zyskała nazwę CK Vulpeculae i przez długi czas była uważana za pierwszy udokumentowany przykład nowej – krótkotrwałego zdarzenia astronomicznego powstałego w wyniku eksplozji w bliskim układzie podwójnym, w którym jednym z członków był biały karzeł, pozostałość po gwieździe podobnej do Słońca. Jednak szereg niedawnych wyników podważył wieloletnią klasyfikację CK Vulpeculae jako nowej.

W 2015 roku zespół astronomów zasugerował, że pojawienie się CK Vulpeculae w 1670 roku było wynikiem kataklizmicznej kolizji dwóch normalnych gwiazd. Nieco ponad trzy lata później ci sami astronomowie zaproponowali, po odkryciu przez siebie radioaktywnego izotopu glinu w bezpośrednim otoczeniu eksplozji z 1670 roku, że jedna z gwiazd była w rzeczywistości rozdętym czerwonym olbrzymem. Jeszcze bardziej komplikując obraz, oddzielna grupa astronomów zaproponowała inną interpretację. W swoim artykule, również opublikowanym w 2018 roku, zasugerowali, że nagłe pojaśnienie w 1670 roku było wynikiem połączenia się brązowego karła z białym karłem.

Teraz, dodając do tej tajemnicy otaczającej CK Vulpeculae nowe obserwacje z międzynarodowego Obserwatorium Gemini, programu NOIRLab NSF, ujawniają, że ten enigmatyczny obiekt astronomiczny znajduje się znacznie dalej i wyrzucił gaz z dużo większą prędkością niż wcześniej podawano.

Zespół ten planował początkowo, w 2018 roku, użyć instrumentu Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS) na Gemini North na Hawai'i's Maunakea, aby potwierdzić wykrycie radioaktywnego glinu w sercu CK Vulpeculae. Po uświadomieniu sobie, że wykrycie tego w podczerwieni byłoby znacznie trudniejsze niż początkowo sądzili, astronomowie zaimprowizowali i uzyskali obserwacje w podczerwieni na całym obszarze CK Vulpeculae, w tym w dwóch pasmach mgławicy na jej najbardziej zewnętrznych krawędziach.

„Kluczem do naszego odkrycia były pomiary GNIRS uzyskane na zewnętrznych krawędziach mgławicy. Wykryta tam sygnatura przesuniętych ku czerwieni i błękitowi atomów żelaza pokazuje, że mgławica rozszerza się znacznie szybciej, niż sugerowały to poprzednie obserwacje” – wyjaśnia Tom Geballe z Obserwatorium Gemini.

Jak wyjaśnia dalej główny autor pracy i astronom Dipankar Banerjee z Indii: „Nie podejrzewaliśmy, że to właśnie znajdziemy. Było to ekscytujące, gdy znaleźliśmy gaz poruszający się z nieoczekiwanie dużą prędkością około 7 milionów km/h. To wskazywało na inną historię o CK Vulpeculae niż te, które zostały steoretyzowane.”

Mierząc zarówno prędkość ekspansji mgławicy, jak i to, jak bardzo zewnętrzne pasma przemieszczały się w ciągu ostatnich dziesięciu lat, a także uwzględniając nachylenie mgławicy na nocnym niebie, które zostało oszacowane wcześniej przez innych, zespół ustalił, że CK Vulpeculae znajduje się około 10 000 lat świetlnych od Słońca - około pięć razy dalej niż wcześniej sądzono. Oznacza to, że eksplozja z 1670 roku była znacznie jaśniejsza, uwalniając około 25 razy więcej energii niż wcześniej szacowano. To znacznie większe oszacowanie ilości uwolnionej energii oznacza, że jakiekolwiek zdarzenie, które wywołało nagłe pojawienie się CK Vulpeculae w 1670 roku, było znacznie bardziej gwałtowne niż zwykła nowa.

„Jeżeli chodzi o uwolnioną energię, nasze odkrycie umieszcza CK Vulpeculae w połowie drogi między nową a supernową. Jest to jeden z nielicznych takich obiektów w Drodze Mlecznej, a przyczyna – lub przyczyny – wybuchów tej pośredniej klasy obiektów pozostają nieznane. Myślę, że wszyscy wiemy, czym nie jest CK Vulpeculae, ale nikt nie wie, czym jest” – mówi Nye Evans z Keele University w Wielkiej Brytanii.

Wizualne pojawienie się mgławicy CK Vulpeculae i duże prędkości obserwowane przez zespół mogą pomóc astronomom w rozpoznaniu reliktów podobnych zdarzeń – w naszej Drodze Mlecznej lub zewnętrznych galaktykach – które miały miejsce w przeszłości.

„Na tym etapie trudno jest podać ostateczne lub przekonujące wyjaśnienie pochodzenia erupcji CK Vulpeculae w 1670 roku. Nawet 350 lat po odkryciu Voituretego natura eksplozji pozostaje tajemnicą” – podsumowuje Banerjee.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Gwiazda z dyskiem pyłowym zasilanym przez otaczającą materię

Międzynarodowy zespół astronomów publikuje obraz młodej gwiazdy z otaczającym ją dyskiem pyłowym, który wciąż jest zasilany z otoczenia. Zja...