Zoberme si dramatický binárny systém RS Ophiuchi. Približne každých 20 rokov nahromadený materiál vybuchne ako novotvorba a dočasne zosvetlí hviezdu. Je to však iba predchodca nevyhnutnej katastrofy - keď sa biely trpaslík zrúti pod touto ukradnutou hmotou a potom exploduje ako supernova. Jennifer Sokoloski študuje RS Ophiuchi od začiatku tohto roka; diskutuje o tom, čo sa doteraz naučili a čo má prísť.
Vypočujte si rozhovor: Nevyhnutná Supernova (5,5 MB)
Alebo sa prihláste na odber podcastu: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Čo ste videli v RS Ophiuchi?
Jennifer Sokoloski: Pozerali sme sa na tento binárny systém, ktorý mal výbuch nova. Pri pohľade na röntgenové lúče sme mali niečo, čo súviselo so skutočnosťou, že tento binárny systém je v skutočnosti nove neobvyklým systémom. Vo väčšine novae máte dvojhviezdu, takže dve hviezdy, ktoré sú gravitačne zviazané a obiehajú okolo seba, a jedna z nich je biely trpaslík. Materiál na povrchu bieleho trpaslíka sa hromadí a hromadí, až kým nie je taký hustý a pri takom vysokom tlaku a za takých podmienok tepla, že dôjde k termonukleárnemu výbuchu. Na normálnom binárnom produkte nova vypudzuje materiál do relatívne voľného priestoru. V tomto sa stalo, že tento materiál vyvrhol do veľmi hustej hmloviny. Pretože to bolo v neobvyklom prostredí. Keď materiál, ktorý bol vypustený z výbuchu, narazil cez túto hmlovinu, bol oheň šokovaný a produkoval veľmi silné röntgenové emisie. To je to, na čo sme sa pozerali. To nám umožnilo určiť niektoré vlastnosti tohto materiálu, ktorý bol vyhodený.
Fraser: Uvidíme, či tomu rozumiem správne, máš bielu trpasličiu hviezdu a obchádza ďalšiu červenú obří hviezdu. Z zvyškov, ktoré tieto hviezdy vydali v minulosti, zostali zvyšky.
Dr. Sokoloski: Áno, presne ten červený obr má normálne silný vietor, ktorý nesúvisí s novou. Vytvára vietor, a tak predtým, ako k nove došlo, si môžete myslieť, že tento binárny je zaplavený do tejto hustej hmloviny, tohto hustého vetra od červeného obra. A tak keď explodovala novinka, do tohto materiálu narazil všetok tento materiál, a preto sa to rozsvietilo a umožnilo nám vidieť niečo, čo normálne nevidíte v novom.
Fraser: O tom, ako často by sa to stalo? Tento materiál ťahá a hromadí ho a potom exploduje. Ako často by sa to stalo?
Dr. Sokoloski: To je dobrá otázka, pretože to znova poukazuje na to, prečo je RS Oph iná ako väčšina nových. Pre väčšinu novín trvá asi 10 000 rokov, kým sa materiál nahromadí dosť na to, aby sa zapálil. V RS Oph to trvá iba 20 rokov. Je to jeden z najkratších časov medzi výbuchmi nova na tej istej hviezde. Dôvod je ten, že biely trpaslík je veľmi masívny. Keď máte bieleho trpaslíka, ktorý je veľmi masívny, gravitačné pole na povrchu je veľmi silné. Keď sa teda materiál hromadí, vietor z červeného obra narazí na bieleho trpaslíka a začne sa hromadiť a hromadiť. Je to v takom silnom gravitačnom poli, že pole robí nejaké drvenie. Takže ju rozdrví a umožní jej vznietenie s oveľa menším množstvom materiálu, ako je štandardnejšie pri bielych trpaslíkoch.
Fraser: Teraz povedzme, že sme boli v prostredí tohto systému, ako by to vyzeralo?
Sokoloski: Máte veľmi veľkého červeného obra a veľa červeného obra fúka. A vietor v skutočnosti žiari. Vlastne to je žiariace žiarenie. Biely trpaslík, ktorý je blízko, je malý. Je to veľkosť Zeme a červený gigant je omnoho väčší - povedzme 40-násobok veľkosti Slnka. Biely trpaslík má pravdepodobne okolo seba disk, pretože systém má moment hybnosti, pretože tieto dva objekty sa obiehajú okolo seba. Materiál tvorí disk okolo bieleho trpaslíka, takže máte červeného obra, malého bieleho trpaslíka s narastajúcim diskom. Predtým, ako sa nova stane, je v tejto konfigurácii šťastie. Akonáhle nastane nova, veci sa dramaticky zmenia. Výbuch vyhadzuje všetok tento materiál z povrchu bieleho trpaslíka a vyhladzuje disk. Disk je utretý. Vytvára rázovú vlnu, ktorá sa veľmi rýchlo pohybuje smerom von. Do jedného alebo dvoch dní je rázová vlna väčšia ako binárny systém a potom sa pohybuje smerom von a von. V zásade sme to pozorovali v priebehu prvých troch týždňov. A do tej doby, po druhý deň počas prvých 3 týždňov, sa pozeráme na emisie súvisiace s touto rázovou vlnou, ktorá sa pohybuje smerom von, a teraz je oveľa väčšia ako veľkosť binárneho súboru.
Fraser: A hovoríte, že tento pohyb v tomto materiáli vám povie niečo o tom, čo sa deje. Aké informácie ste z toho mohli získať?
Sokoloski: Existujú dve hlavné veci. Ak sa pozriete na rýchlosť rázovej vlny, povie vám niečo o množstve materiálu, ktoré skutočne šok zasúva. Najmä vtedy, keď sa materiál začne spomaľovať. Napríklad, ak by ste mali materiál na bielom trpaslíkovi - obrovskú hromadu paliva - a ktorý by sa zapálil a vysunul, ak je veľmi masívny, pohyboval by sa konštantnou rýchlosťou na dosť dlhú dobu, tak trochu nepriepustný pre hmlovina. Pohybovalo by sa von, až kým hmlovina nezačne pôsobiť tak, aby ju spomalila. Videli sme niečo, čo bolo naopak. Rázová vlna sa takmer okamžite začala spomaľovať. To nám hovorí, že množstvo materiálu, ktorý tlačí rázovú vlnu, je malé v porovnaní s množstvom materiálu, ktorý je v hmlovine. Keď sa pozrieme na dynamiku tohto šoku, môžeme sa dozvedieť o množstve materiálu, ktoré je na povrchu bieleho trpaslíka, a to nám zase hovorí, že biely trpaslík je veľmi masívny, pretože, ako som už povedal, aby sme dostali výbuch nova s veľmi malou hmotnosťou, to nám hovorí, že biely trpaslík musí byť sám o sebe veľmi ťažký.
Fraser: A znamená niečo ťažkého bieleho trpaslíka?
Sokoloski: Toto je jeden z najzaujímavejších dôsledkov. Bieli trpaslíci sa dokážu dostať len tak obrovsky. Ak sa priblíži k špeciálnemu číslu, ktoré je asi 1,4-násobkom hmotnosti Slnka, exploduje v supernove. To jednoducho nemôže vydržať väčšiu váhu ako to. A tak sme zistili, že tento biely trpaslík je v skutočnosti práve na tejto hranici. Keď sa pozrieme na túto menšiu explóziu, zistíme, že táto novinka je, že tento biely trpaslík je veľmi blízko k výbuchu pri oveľa väčšej udalosti, supernove. V skutočnosti je tento druh supernovy obzvlášť zaujímavý pre mnoho ľudí, pretože to je to, čo ľudia používajú na štúdium rozširovania vesmíru.
Fraser: Správne, toto je supernova typu 1A. Aké dôsledky to má na prostredie tohto zlého dua.
Sokoloski: Ak sa tak stane, všetky stávky sú vypnuté. Neviem, čo by sa vlastne stalo s červeným obrom. Ale z nášho pohľadu, z pohľadu Zeme, ak ste neboli ani v nebezpečnej vzdialenosti blízko binárneho kódu. Odtiaľ by to bolo veľmi dramatické. Pozreli by ste sa na oblohe a bola by to jedna z najjasnejších vecí na oblohe. Nebolo by to celkom také jasné ako Mesiac, ale bolo by to jasnejšie ako ktorákoľvek iná planéta. Preto ich ľudia používajú na kozmológiu, pretože tieto výbuchy sú také jasné, že ich vidíte veľmi ďaleko vo vesmíre. Jedným z dôvodov, prečo je zaujímavé, že to vidíme skôr, ako hviezda odišla, je supernova, pretože ľudia sa zvyčajne pozerajú na podobné systémy, keď idú po supernovu. A tak teraz máme príležitosť to vyskúšať a študovať a dozvedieť sa o týchto systémoch skôr, ako nastane supernova, a dúfajme, že nám to pomôže porozumieť niektorým jemnostiam toho, ako jasná je supernova a ako sa používajú. v kozmológii.
Fraser: A koľko času si myslíte, že máte, kým stratíte predmet výskumu?
Dr. Sokoloski: No, to by ma po zvyšok kariéry zabralo, takže by som o nič nestratil. Ale neviem. Je ťažké odpovedať na vašu otázku, pretože vieme, že je na vrchole - je veľmi blízko k supernove - ale nemôžem vám povedať, či to bude, žiaľ, zajtra alebo o 1000 alebo 100 000 rokov.
Fraser: Myslíte si, že je to v rozmedzí 100 000 rokov?
Sokoloski: Áno, v tomto zmysle, v časovom harmonograme Vesmíru, v kozmologickom časovom horizonte sa to stane veľmi skoro. Z ľudského hľadiska je ťažké povedať; či už je to 10 000 alebo 100 000 rokov čoskoro.
Fraser: Povedzme, že to nevybuchne v priebehu niekoľkých nasledujúcich rokov a nezmení výkon vašej práce. Čo budete hľadať ďalej?
Sokoloski: Pripomína mi to ďalšiu odpoveď na vašu otázku, na ktorú ste sa pýtali, čo sa z toho naučíme. Ďalšou vecou, keď sme sledovali tento prudký pohyb smerom von, bolo to, že sme videli, že existujú určité očakávania, ako sa zmení jas, ak by ste mali dokonale sférický vonkajší pohyb, s určitými ďalšími vlastnosťami, s ktorými sa ľudia spájajú - že teoretici na nich pracujú druhy predmetov predpokladajú. Zistili sme, že tieto vlastnosti sa nedodržiavali, že jas klesal oveľa rýchlejšie. A to nám hovorí, že je možné, že to nie je pekná elegantná guľová škrupina. Niektoré rádiové pozorovania nám ukázali, že v skutočnosti by ste mohli mať prsteňovú štruktúru. Vieme, že existujú jety, videli sme ich v rádiu, a tak teraz veľa ľudí robí prácu, aby sa pokúsilo porozumieť v systémoch, ako je tento, v samotnom RS Oph a ďalších hviezdnych explóziách, čo vytvára tieto štruktúry, ktoré nie sú jednoduché sférické výtoky, ale prúdy, ktoré sú bežným javom pri hviezdnych výbuchoch a tiež vo vesmíre. Z galaxií ľudia vidia prúdy, zdá sa, že ide o veľmi bežnú štruktúru. Takže pre RS Oph sa to snažíme pochopiť, je to niečo, čo má vlastne vplyv na explóziu nova, že samotná explózia je asymetrická a nie na rovnakej sile po celom povrchu hviezdy. Je všade rovnaká alebo je silnejšia alebo slabšia napríklad pri póloch alebo pri rovníku. Alebo je možné, že sa v prostredí niečo nachádza? Pretože je to binárna hviezda, jedná sa o systém s preferovanou osou a rovinou rotácie, s ktorou ejecta interaguje. Materiál, ktorý môže byť na disku okolo binárneho kódu, a to vytvára štruktúru, ktorú vidíme. Takže myslím, že ďalším krokom pre RS Oph je: prečo je to asymetrické, prečo získavate trysky?
