Hvatanje trenutka kada je bijeli patuljak eksplodirao

Centar za Astronomija visoke kutne rezolucije (CHARA niz) na Sveučilištu Georgia State ima generirane detaljne slike ranih faza dviju eksplozija novih koje su otkrivene 2021. Kroz blisku infracrvenu interferometriju, proces koji kombinira svjetlost iz više teleskopa, CHARA Array je uspio uhvatiti u visokoj razlučivosti uvjete koji se brzo mijenjaju u njihovoj ranoj fazi nakon eksplozije.

Nova je astronomski fenomen koji se događa u binarnom sustavu kada bijeli patuljak odvaja svoju zvijezdu pratilicu od plina bogatog vodikom, uzrokujući termonuklearnu reakciju na površini bijelog patuljka. Naziv potječe od iznenadnog sjaja zbog kojeg izgleda kao da se nova zvijezda pojavila na noćnom nebu. Međutim, izbacivanje neposredno nakon eksplozije je malo i izazovno ga je promatrati, a do sada su astronomi mogli zaključiti samo rane faze posrednim metodama.

“Slike nam daju pogled izbliza na to kako se materijal izbacuje dalje od zvijezde tijekom eksplozije,” objašnjava Gail Schaefer, redateljica CHARA Array. “Hvatanje ovih prolaznih događaja zahtijeva fleksibilnost kako bismo prilagodili svoj noćni raspored kako se otkrivaju nove prilike.”

Eksplozivni rezultati

Schaefer i njezin tim promatrali su V1674 Herculis, novu u zviježđu Hercules, i V1405 Cassiopeiae, novu u Kasiopeji. V1674 bila je jedna od najbržih novih ikad zabilježenih, dosegnuvši svoj vrhunac sjaja manje od 16 sati nakon otkrića i brzo nestajući u samo nekoliko dana. Nasuprot tome, V1405 je trebalo 53 dana da postigne svoju vrhunsku svjetlinu i ostao je svijetao oko 200 dana.

Slika V1674, snimljena samo nekoliko dana nakon otkrića, pokazuje eksploziju koja očito nije sferična; postoje dva ejektna toka, jedan na sjeverozapadu, a drugi na jugoistoku s eliptičnom strukturom koja zrači gotovo okomito na njih. Ovo je izravan dokaz da je eksplozija uključivala višestruke izbačene tvari koje međusobno djeluju.

Spektroskopska promatranja također su otkrila različite komponente brzine u Balmerovoj seriji vodikovih atoma. Dok je apsorpcijska linija prije vrhunca bila oko 3800 km/s, komponenta koja se pojavila nakon vrhunca dosegnula je oko 5500 km/s.

Vrijeme je značajno. Novi izbačeni tok pojavio se na slici istovremeno s detekcijom visokoenergetskih gama zraka NASA-inim svemirskim teleskopom Fermi gama zraka. Sudar struja različitih brzina stvorio je snažan udarni val koji emitira gama zrake.

Rezultati V1405 bili su još zapanjujući. Prva dva promatranja tijekom razdoblja vrhunca pokazala su samo svijetli središnji izvor svjetlosti i nekoliko okolnih izbačaja. Promjer središnjeg područja bio je približno 0,99 milisekundi, što kada se pretvori u udaljenost odgovara polumjeru od približno 0,85 au (au označava astronomsku jedinicu, udaljenost između Zemlje i Sunca).