Hubble odkrywa niespodzianki wokół gwiazdy, która wybuchła 40 lat temu
Zespół astronomów przejrzał ponownie archiwalne dane dotyczące obiektu, który był obserwowany 40 lat temu.
Koncepcja artysty przedstawia układ nowej HM Sagittae (HM Sge), w którym biały karzeł wyciąga materię ze swojego czerwonego olbrzyma.
Źródło: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)
Astronomowie wykorzystali nowe dane z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a i Obserwatorium SOFIA (Stratospheric Observatory For Infrared Astronomy), a także dane archiwalne z innych misji, aby ponownie przyjrzeć się jednemu z najdziwniejszych układów podwójnych gwiazd w naszej Galaktyce – 40 lat po tym, jak pojawił się on na scenie jako jasna i długo żyjąca nowa. Nowa to gwiazda, która nagle gwałtownie zwiększa swoją jasność, a następnie znika, zwykle w ciągu kilku miesięcy lub lat.
Pomiędzy kwietniem a wrześniem 1975 roku układ podwójny HM Sagittae (HM Sge) stał się 250 razy jaśniejszy. Co jeszcze bardziej niezwykłe, nie wygasł on gwałtownie, jak to zwykle czynią nowe, ale utrzymał swoją jasność przez dziesięciolecia. Ostatnie obserwacje pokazują, że układ stał się gorętszy, ale paradoksalnie nieco przygasł.
HM Sge to szczególny rodzaj gwiazdy symbiotycznej, w której biały karzeł i rozdęta, produkująca pył olbrzymia gwiazda towarzysząca znajdują się na mimośrodowej orbicie wokół siebie, a biały karzeł pochłania gaz wypływający z olbrzyma. Gaz ten tworzy płonący gorący dysk wokół białego karła, który może w nieprzewidywalny sposób ulec spontanicznej eksplozji termojądrowej, gdy napływ wodoru z olbrzyma gęstnieje na powierzchni, aż osiągnie punkt krytyczny. Takie fajerwerki między gwiazdami towarzyszącymi fascynują astronomów, ponieważ pozwalają zrozumieć fizykę i dynamikę ewolucji gwiazd w układach podwójnych.
W 1975 roku HM Sge zmieniła się z nijakiej gwiazdy w coś, na co patrzyli wszyscy astronomowie w terenie, a w pewnym momencie ta gorączka aktywności zwolniła – powiedział Ravi Sankrit ze Space Telescope Science Institute (STScI) w Baltimore. W 2021 roku Steven Goldman z STScI, Sankrit i współpracownicy wykorzystali instrumenty na HST i SOFIA, aby zobaczyć, co zmieniło się w HM Sge w ciągu ostatnich 30 lat na długościach fal świetlnych od podczerwieni do ultrafioletu (UV).
Dane UV z HST z 2021 roku wykazały silną linię emisyjną wysoko zjonizowanego magnezu, która nie była obecna we wcześniej opublikowanych widmach z 1990 roku. Jej obecność wskazuje, że szacowana temperatura białego karła i dysku akrecyjnego wzrosła z mniej niż 220 000 oC w 1989 roku do ponad 250 000 oC obecnie. Wysoko zjonizowana linia magnezu jest jedną z wielu widocznych w widmie UV, które analizowane razem ujawniają energetykę układu i jego zmiany w ciągu ostatnich trzech dekad.
Dzięki danym z latającego teleskopu SOFIA, który przeszedł na emeryturę w 2022 roku, zespół był w stanie wykryć wodę, gaz i pył przepływające w układzie i wokół niego. Dane widmowe w podczerwieni pokazują, że olbrzymia gwiazda, która produkuje duże ilości pyłu, powróciła do normalnego zachowania w ciągu zaledwie kilku lat od wybuchu, ale także, że w ostatnich latach przygasła, co stanowi kolejną zagadkę do wyjaśnienia.
Dzięki SOFIA astronomowie byli w stanie zaobserwować wodę poruszającą się z prędkością około 30 km/s, co jak podejrzewają jest prędkością skwierczącego dysku akrecyjnego wokół białego karła. Most gazu łączący olbrzymią gwiazdę z białym karłem musi obecnie rozciągać się na około 2 miliardy kilometrów.
Zespół współpracował również z AAVSO (Amerykańskim Stowarzyszeniem Obserwatorów Gwiazd Zmiennych), aby współpracować z astronomami-amatorami z całego świata, którzy pomagają obserwować HM Sge za pomocą teleskopów; ich ciągłe monitorowanie ujawnia zmiany, które nie były widoczne od czasu jej wybuchu 40 lat temu.
Gwiazdy symbiotyczne takie jak HM Sge są rzadkością w naszej Galaktyce, a obserwowanie eksplozji podobnej do nowej jest jeszcze rzadsze. To wyjątkowe wydarzenie jest skarbem dla astrofizyków od dziesięcioleci – powiedział Goldman.
Wstępne wyniki badań zostały opublikowane w Astrophysical Journal.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
