Zvažte dramatický binární systém RS Ophiuchi. Každých zhruba 20 let hromadí nahromaděný materiál explozi nova a hvězdu dočasně rozzáří. Ale to je jen předchůdce nevyhnutelné kataklyzmy - když se bílý trpaslík zhroutí pod touto ukradenou hmotou a poté exploduje jako supernova. Jennifer Sokoloski studuje RS Ophiuchi od doby, kdy se rozšířila na začátku tohoto roku; diskutuje o tom, co se zatím naučili, a co má přijít.
Poslechněte si rozhovor: Nevyhnutelná Supernova (5,5 MB)
Nebo si objednejte podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Co jste viděli v RS Ophiuchi?
Dr. Jennifer Sokoloski: No, dívali jsme se na tento binární systém, který měl explozi nova. Když se podíváme na rentgenové paprsky, měli jsme něco, co souviselo se skutečností, že tento binární je ve skutečnosti mimořádně neobvyklým systémem pro novu. Ve většině novae máte binární, takže dvě hvězdy, které jsou gravitačním způsobem vázány a obíhají, a jedna z nich je bílý trpaslík. Materiál na povrchu bílého trpaslíka se hromadí a hromadí, dokud není tak hustý, a za tak vysokého tlaku a za takových podmínek tepla, že se podrobí termonukleární explozi. Na binárním binárku produkujícím nova vypouští materiál do relativně volného prostoru. V tomhle se stalo, že tento materiál vypustil do velmi husté mlhoviny. Protože to bylo v neobvyklém prostředí. Když materiál, který byl vypuštěn z exploze, narazil do této mlhoviny, byl zahřátý šok a produkoval velmi silné rentgenové emise. Na to jsme se dívali. To nám umožnilo určit některé vlastnosti těchto věcí, které byly vyhozeny.
Fraser: Uvidíme, jestli to správně rozumím, máš bílou trpasličí hvězdu a obchází další červenou obří hvězdu. A ze zbytků, které tyto hvězdy vydaly v minulosti, zbyly zbytky.
Dr. Sokoloski: Ano, přesně ten červený obří má normálně silný vítr, který se netýká nova. Vytváří vítr, a tak předtím, než nastala nova, si můžete myslet, že tento binární je pohlcen v této husté mlhovině, tento hustý vítr z červeného obra. A tak když explodovala nova, do tohoto materiálu se dostal veškerý materiál, a to je důvod, proč se to rozsvítilo, a umožnilo nám vidět něco, co v nova normálně nevidíte.
Fraser: O jak často by se to stalo? Táhne tento materiál a hromadí ho a potom exploduje. Jak často by se to stalo?
Dr. Sokoloski: To je dobrá otázka, protože to opět zdůrazňuje, proč je RS Oph odlišný od většiny novinek. U většiny novinek trvá asi 10 000 let, než se materiál hromadí, aby se vznítil. V RS Oph to trvá jen 20 let. Je to jeden z nejkratších časů mezi výbuchy nova na stejné hvězdě. Důvodem je to, že bílý trpaslík je velmi masivní. Když máte bílého trpaslíka, který je velmi masivní, gravitační pole na povrchu je velmi silné. Když se tedy materiál hromadí, vítr z červeného obra zasáhne bílého trpaslíka a začne se hromadit a hromadit. Je to v tak silném gravitačním poli, že pole udělá část drcení. Takže to drtí a umožňuje mu vznítit se s mnohem méně materiálu, než standardnějším způsobem u bílého trpaslíka.
Fraser: Nyní řekněme, že jsme byli v prostředí tohoto systému, jak by to vypadalo?
Dr. Sokoloski: Máte velmi velkého červeného obra a spoustu větru fouká z tohoto červeného obra. A vítr skutečně září. Vlastně to je zářící záření. Bílý trpaslík, který je poblíž, je malý. Je to velikost Země a červený gigant je mnohem větší - řekněme, 40krát větší než Slunce. Bílý trpaslík má pravděpodobně kolem sebe disk, protože systém má moment hybnosti, protože tyto dva objekty se obíhají. Materiál tvoří disk kolem bílého trpaslíka, takže máte červený obra, malého bílého trpaslíka s akrečním diskem. Než se nova stane, je v této konfiguraci šťastné. Jakmile se nova objeví, věci se dramaticky změní. Exploze vypuzuje veškerý tento materiál z povrchu bílého trpaslíka a vyhladí disk. Disk je vymazán. Vytváří rázovou vlnu, která se pohybuje velmi rychle ven. Během jednoho nebo dvou dnů je rázová vlna větší než binární systém a poté se pohybuje směrem ven a ven. V podstatě jsme to pozorovali během prvních tří týdnů. A do té doby, v den 2 po celou dobu prvních 3 týdnů, se díváme na emise související s touto rázovou vlnou, která se pohybuje směrem ven, je nyní mnohem větší než velikost binární.
Fraser: A říkáte, že tento pohyb v tomto materiálu vám řekne něco o tom, co se děje. Jaké informace jste z toho mohli získat?
Dr. Sokoloski: Existují dvě hlavní věci. Pokud se podíváte na rychlost rázové vlny, řekne vám to něco o množství materiálu, které skutečně otřesy tlačí. Zejména když se materiál začne zpomalovat. Například, kdybyste měli materiál na bílém trpaslíkovi - obrovskou hromadu paliva - a která by se vznítila a vystřelila, kdyby byla velmi masivní, pohybovala by se po dlouhou dobu konstantní rychlostí, jaksi nepropustná pro mlhovina. Pohybovalo by se ven, dokud mlhovina nezačne mít dopad na její zpomalení. Viděli jsme něco, co bylo opakem. Rázová vlna se téměř okamžitě začala zpomalovat. To nám říká, že množství materiálu, který tlačí rázovou vlnu, je malé ve srovnání s množstvím materiálu, který je v mlhovině. Když se podíváme na dynamiku tohoto šoku, můžeme se dozvědět o množství materiálu, které je na povrchu bílého trpaslíka, a to nám zase říká, že bílý trpaslík je velmi masivní, protože, jak jsem vám již řekl, Abychom dosáhli výbuchu nova s velmi malou hmotností, to nám říká, že bílý trpaslík musí být sám o sobě velmi těžký.
Fraser: A znamená to těžký bílý trpaslík něco?
Dr. Sokoloski: To je jeden z nejzajímavějších důsledků. Bílí trpaslíci se dokážou dostat jen tak masivně. Pokud se dostane příliš blízko ke speciálnímu číslu, které je asi 1,4násobkem hmotnosti Slunce, exploduje v supernově. Jen to nemůže vydržet větší váhu než to. A tak jsme zjistili, že tento bílý trpaslík je ve skutečnosti právě na tomto limitu. Když se podíváme na tuto menší explozi, zjistíme, že tato novinka je, že tento bílý trpaslík je velmi blízko k explozi v mnohem větší události, supernovy. Ve skutečnosti je tento druh supernovy obzvláště zajímavý pro mnoho lidí, protože to je to, co lidé používají ke studiu expanze vesmíru.
Fraser: Jasně, tohle je supernova typu 1A. Jaké to má důsledky na prostředí tohoto chudého dua.
Dr. Sokoloski: Pokud k tomu dojde, jsou všechny sázky vypnuté. Nevím, co by se vlastně stalo s červeným obrem. Ale z našeho pohledu, z pohledu Země, pokud jste nebyli ani v nebezpečné vzdálenosti poblíž binárního kódu. Odtud by to bylo velmi dramatické. Podíváte se na oblohu a bude to jedna z nejjasnějších věcí na obloze. Nebylo by to tak jasné jako Měsíc, ale bylo by to jasnější než jakákoli planeta. Proto je lidé používají pro kosmologii, protože tyto výbuchy jsou tak jasné, že je vidíte velmi daleko ve vesmíru. Jedním z důvodů, proč je zajímavé, že to vidíme dříve, než hvězda odešla, je proto, že lidé se obvykle dívají na podobné systémy poté, co šli na supernovu. A tak nyní máme příležitost to vyzkoušet a studovat a dozvědět se o těchto druzích systémů dříve, než nastane supernova, a doufejme, že nám to pomůže pochopit některé jemnosti toho, jak jasná je supernova a jak se používají. v kosmologii.
Fraser: A kolik času si myslíte, že máte, než ztratíte předmět výzkumu?
Dr. Sokoloski: No, to by mě po zbytek mé kariéry zaměstnávalo, takže bych nic neztratil. Ale nevím. Je těžké odpovědět na vaši otázku, protože víme, že je na vrcholu - je to velmi blízko k supernově - ale nemohu vám říct, jestli to bude zítra nebo 1000 nebo 100 000 let, bohužel, bohužel.
Fraser: Myslíte si, že je to v rozmezí 100 000 let?
Dr. Sokoloski: Takže ano, v tomto smyslu, v časovém harmonogramu Vesmíru, v kosmologickém časovém horizontu, se to stane velmi brzy. Jen z lidského hlediska je těžké říci; ať už je to 10 000 nebo 100 000 let brzy.
Fraser: Řekněme, že během příštích několika let nevybuchne a nezmění to práci, co budete hledat příště?
Dr. Sokoloski: To mi připomíná další odpověď na vaši otázku, kde jste se zeptali, co se z toho naučíme. Druhou věcí, když jsme sledovali tento prudký pohyb směrem ven, bylo to, že jsme viděli, že existují určitá očekávání ohledně toho, jak by se změnil jas, kdybyste měli dokonale sférický vnější pohyb, s určitými dalšími vlastnostmi, se kterými se lidé ztotožňují - že teoretici na nich pracují druhy předmětů předpokládají. Zjistili jsme, že tyto vlastnosti nebyly dodržovány, že jas klesal mnohem rychleji. A to nám říká, že je to možné, že to není pěkná elegantní sférická skořápka. Některá rádiová pozorování nám ukázala, že ve skutečnosti můžete mít prstenovou strukturu s tryskami. Víme, že existují trysky, viděli jsme je v rádiu, a tak teď mnoho lidí dělá práci, aby se pokusilo porozumět v systémech jako je tento, v RS Oph samotném a dalších hvězdných explozích, co vytváří tyto struktury, které nejsou jednoduché sférické výtoky, ale trysky, které jsou běžným jevem při hvězdných explozích a také ve vesmíru. Z galaxií lidé vidí trysky, zdá se, že jde o velmi běžnou strukturu. Takže pro RS Oph, to se snažíme pochopit, je to něco vlastního výbuchu nova, že samotný výbuch je asymetrický a ne na stejné síle po celém povrchu hvězdy. Je všude stejná nebo je silnější nebo slabší například u pólů nebo u rovníku. Nebo je možné, že v prostředí něco je? Protože se jedná o binární hvězdu, jedná se o systém s upřednostňovanou osou a rovinou otáčení, se kterou ejecta interaguje. Materiál, který může být na disku kolem binárního kódu, a to vytváří strukturu, kterou vidíme. Takže myslím, že dalším krokem pro RS Oph je: proč je to asymetrické, proč dostanete trysky?
