Planetární mlhoviny jsou fascinující astronomické jevy, i když název je trochu zavádějící. Tyto hvězdy, které nejsou spojeny s planetami, se vytvářejí, když hvězdy vstupují do závěrečných fází své životnosti a odhazují své vnější vrstvy. V mnoha případech je tento proces a následná struktura mlhoviny výsledkem interakce hvězdy s blízkou doprovodnou hvězdou.
Mezinárodní tým astronomů nedávno při zkoumání planetární mlhoviny M3-1 zaznamenal něco docela zajímavého. Po pozorování centrální hvězdy mlhoviny, která je ve skutečnosti binárním systémem, si všimli, že dvojice má neuvěřitelně krátkou orbitální periodu - tj. Hvězdy se obíhají jedenkrát každé 3 hodiny a 5 minut. Na základě tohoto chování se pár pravděpodobně spojí a spustí výbuch nova.
Tým vedený Davidem Jonesem z Institututo Astrofisica de Canarias a Universidad de La Laguna oznámil svá zjištění v Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti: Dopisy. Součástí týmu byli další členové (IAC) a Evropské jižní observatoře (ESO), Astronomické středisko Nicolaus Copernicus (CAMK), Jihoafrické astronomické observatoře (SAAO) a Observatorio Astronómico Nacional (OAN-IGN).
Pro účely studia se tým spoléhal na nový technologický dalekohled ESO (ESO-NTT), který se nachází v observatoři La Silla v Chile, aby prozkoumal M3-1 po dobu několika let. Tato planetární mlhovina se nachází v souhvězdí Canis Major, zhruba 14 000 světelných let od Země. Při tom tým objevil a studoval binární hvězdy ve středu mlhoviny.
Jak Brent Miszalski - výzkumník na jihoafrickém velkém dalekohledu a spoluautor studie - naznačil v nedávné tiskové zprávě Royal Astronomical Society, tento objev potvrdil to, co mnoho astronomů již mělo podezření. "Věděli jsme, že M3-1 musí být hostitelem binární hvězdy," uvedl, "tak jsme se pustili do získávání pozorování potřebných k prokázání tohoto stavu a k propojení vlastností mlhoviny s vývojem hvězdy nebo hvězd, které ji tvořily."
M3-1 je již nějakou dobu považována za pevného kandidáta na binární centrální hvězdu na základě její struktury (která obsahuje prominentní trysky a vlákna, která svědčí o binárních interakcích). Protože jsou však hvězdy tak blízko sebe, nelze je vyřešit odděleně od země. V důsledku toho vědci vyvodili přítomnost druhé hvězdy z variace jejich kombinovaného jasu.
Nejviditelnější příčinou těchto variací by bylo to, jak se hvězdy periodicky zatmění, což by způsobilo výrazný pokles jasu. Jak vysvětlil Henri Boffin - výzkumný pracovník ESO v Německu:
"Když jsme začali pozorování, bylo okamžitě jasné, že systém je binární." Viděli jsme, že zjevně jediná hvězda ve středu mlhoviny se rychle mění v jasu, a věděli jsme, že to musí být způsobeno přítomností doprovodné hvězdy. “
Tým však byl překvapen, když zjistil, že pár měl jednu z nejkratších orbitálních period (3 hodiny a 5 minut) všech binárních hvězd objevených uvnitř mlhoviny. Dále dospěli k závěru, že hvězdy jsou tak blízko, že se prakticky dotýkají. V důsledku toho je pravděpodobné, že se tito dva v budoucnu podrobí erupci nova, kde se materiál převede z jedné hvězdy na druhou a vytvoří kritickou masu, která spustí prudký termonukleární výbuch.
Jako Paulina Sowicka, studentka doktorského studia v Astronomickém centru Nicolas Copernicus v Polsku, uvedla:
"Po různých pozorovacích kampaních v Chile jsme měli dostatek údajů, abychom mohli začít chápat vlastnosti dvou hvězd - jejich hmotnosti, teploty a poloměry." Bylo skutečným překvapením, že obě hvězdy byly tak blízko u sebe a tak velké, že se téměř téměř dotýkaly. K explozi nova by mohlo dojít za pár tisíc let. “
Když se dvě hvězdy sloučí a spustí explozi nova, systém zvýší svítivost až milionkrát, což výrazně rozjasní okolní mlhovinu a vytvoří neuvěřitelnou světelnou show. Navíc je detekce této dvojhvězdy také v rozporu s konvenčním přemýšlením o tom, jak se binární hvězdy vyvíjejí v planetární mlhovině.
Dříve astronomové pracovali za předpokladu, že binární hvězdy jsou po vytvoření planetární mlhoviny dobře odděleny. V zásadě se předpokládalo, že teprve tehdy, až se plyny mlhoviny rozšíří a rozptýlí (do té míry, že již není vidět), může binární dvojice začít znovu interagovat, což vede k fúzi a explozi nova.
S tímto nejnovějším pozorováním se však tato teorie může stát výzvou. Tuto studii podporuje také podobná exploze nova (známá jako Nova Vul 2007), která byla pozorována uvnitř planetární mlhoviny v roce 2007. Jak vysvětlil Jone:
„Událost v roce 2007 bylo obzvláště obtížné vysvětlit. V době, kdy jsou dvě hvězdy dostatečně blízké nove, měl by se materiál v planetární mlhovině rozpínat a rozptylovat natolik, že už není vidět. Ve středních hvězdách M3-1 jsme našli dalšího kandidáta na podobnou nanovou erupci v relativně blízké budoucnosti. “
Při pohledu do budoucna tým doufá, že provede další studie M3-1 a dalších podobných mlhovin. Tato pozorování by mohla astronomům poskytnout lepší vhled do fyzikálních procesů a původu některých nejmocnějších jevů ve vesmíru. Patří sem kataklyzmatické proměnné (kde jedna hvězdná sifonová hmota pochází z druhé) novae a možná dokonce supernovae.
