Overvej det dramatiske binære system af RS Ophiuchi. Hvert 20 år eller deromkring opstår det akkumulerede materiale som en novaeksplosion, hvilket lyser stjernen midlertidigt. Men dette er bare en forløber for den uundgåelige katastrofe - når den hvide dværg bryder sammen under denne stjålne masse og derefter eksploderer som en supernova. Dr. Jennifer Sokoloski har studeret RS Ophiuchi, siden det blussede op tidligere i år; hun diskuterer, hvad de har lært indtil videre, og hvad der skal komme.
Lyt til interviewet: Inevitable Supernova (5,5 MB)
Eller abonner på Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Kain: Hvad så du hos RS Ophiuchi?
Dr. Jennifer Sokoloski: Nå, vi kiggede på dette binære system, der havde en novaeksplosion. Ser vi i røntgenstrålene, vi noget, der var relateret til det faktum, at denne binære faktisk er et ekstremt usædvanligt system for en nova. I de fleste novæer har du en binær, så to stjerner, der er bundet af gravitation og kredser om hinanden, og en af dem er en hvid dværg. Materiale på overfladen af den hvide dværg hoper sig op og hoper sig op, indtil det bliver så tæt, og under så højt tryk og under sådanne varmebetingelser, at det vil gennemgå en termonuklear eksplosion. På en normal novaproducerende binær udsætter den materiale til relativt frit rum. I denne ene, hvad der skete, er at det kastede dette materiale ud i en meget tæt tåge. Fordi det var i et usædvanligt miljø. Da materialet, der blev sprøjtet ud fra eksplosionen, styrtede ned gennem denne tåge, fik det stødopvarmning og producerede meget stærke røntgenemissioner. Det var hvad vi kiggede på. Det gjorde det muligt for os at bestemme nogle egenskaber ved det, der blev smidt ud.
Fraser: Så lad os se, hvis jeg forstår det rigtigt, har du den hvide dværgstjerne, og den går rundt om en anden rød gigantisk stjerne. Og der er rester tilbage fra de ting, disse stjerner har givet ud i fortiden.
Dr. Sokoloski: Ja, nøjagtigt, den røde kæmpe har normalt en stærk vind, ikke forbundet med novaen. Det producerer en vind, og så inden novaen fandt sted, kan du tænke på denne binære som at være indhyllet i denne tætte tåge, denne tætte vind fra den røde kæmpe. Og så når nova eksploderede, har disse ting alt dette materiale at bryde ind i, og det var det, der fik det til at lyse op, og gjorde det muligt for os at se noget, som du normalt ikke ser i en nova.
Fraser: Om hvor ofte ville dette ske? Det trækker dette materiale af og hoper det op og eksploderer derefter. Hvor ofte ville det ske?
Dr. Sokoloski: Det er et godt spørgsmål, for det fremhæver igen, hvorfor RS Oph er anderledes end de fleste novæer. For de fleste novæer tager det omkring 10.000 år, før materialet hoper sig nok op til, at det kan antænde. I RS Oph tager det kun 20 år. Det er en af de korteste tider mellem nova-eksplosioner på den samme stjerne. Årsagen hertil er, at den hvide dværg er meget massiv. Når du har en hvid dværg, der er meget massiv, er tyngdefeltet ved overfladen meget meget stærkt. Så når materialet hoper sig, rammer vinden fra den røde kæmpe den hvide dværg og begynder at hoper sig og hoper sig. Det er i et så stærkt tyngdefelt, at feltet udfører noget af knusningen. Så det knuser det ned og tillader det at antænde med meget mindre materiale end på en mere standard måde med en hvid dværg.
Fraser: Lad os nu sige, at vi var i dette systems miljø, hvordan ville det se ud?
Dr. Sokoloski: Du har en meget stor rød gigant, og masser af vind, der blæser af denne røde kæmpe. Og vinden gløder faktisk. Det er faktisk i sig selv glødende stråling. Den hvide dværg, som er i nærheden, er lille. Det er jordens størrelse, og den røde kæmpe er meget meget større - siger 40 gange solens størrelse. Den hvide dværg har sandsynligvis en disk omkring sig, fordi systemet har en vinkelmoment, da disse to objekter kredser om hinanden. Materialet danner en disk omkring den hvide dværg, og så har du den røde kæmpe, den lille hvide dværg med akkretionsskiven. Før novaen sker, er det slags heldigvis i den konfiguration. Så når novaen opstår, ændrer ting sig dramatisk. Eksplosionen skubber alt dette materiale ud fra overfladen på den hvide dværg og udsletter disken. Disken udslettes. Det producerer en stødbølge, der bevæger sig udad meget hurtigt. Inden for en dag eller to er stødbølgen større end det binære system og bevæger sig derefter udad og udad. Vi observerede dette, dybest set inden for de første tre uger. Og så på det tidspunkt, dag 2 hele vejen gennem de første 3 uger, ser vi på emissioner relateret til denne stødbølge, der bevæger sig udad, nu er meget større end størrelsen på den binære.
Fraser: Og du siger, at denne bevægelse gennem dette materiale fortæller dig lidt om, hvad der foregår. Hvilke slags oplysninger har du været i stand til at hente fra dette?
Dr. Sokoloski: Der er to hoved ting. Hvis du ser på stødbølgens hastighed, fortæller det dig noget om mængden af materiale, der virkelig skubber chokket. Især når materialet begynder at aftage. For eksempel, hvis du havde materialet på den hvide dværg - en massiv bunke med brændstof - og det antændes og bliver skubbet ud, hvis det er meget massivt, ville det bevæge sig ud med en konstant hastighed i ganske lang tid, slags uigennemtrængelig for tågen. Det vil bevæge sig udad, indtil nebelen begynder at have indflydelse på at bremse den. Vi så noget, der var det modsatte af det. Stødbølgen begyndte næsten straks at aftage. Så det, der fortæller os, er, at mængden af materiale, der skubber stødbølgen, er lille sammenlignet med mængden af materiale, der findes i tågen. Så ved at se på dynamikken i dette chok, kan vi lære om mængden af materiale, der er på overfladen af den hvide dværg, og som igen fortæller os, at den hvide dværg er meget massiv, fordi, som jeg fortalte dig før, for at få en novaeksplosion med meget lille masse, fortæller det os, at den hvide dværg selv skal være meget tung.
Fraser: Og betyder en tung hvid dværg noget?
Dr. Sokoloski: Nå, dette er en af de mest interessante konsekvenser. Hvide dværge kan kun blive så massive. Hvis det kommer for tæt på et specielt nummer, som er ca. 1,4 gange solens masse, eksploderer det i en supernova. Det kan bare ikke holde op mere vægt end det. Og så, hvad vi fandt, er, at denne hvide dværg faktisk er lige ved den grænse. Så ved at se på denne mindre eksplosion, denne nova, finder vi, at denne hvide dværg er meget meget tæt på at eksplodere i en meget større begivenhed, en supernova. Faktisk er den slags supernova især interessant for mange mennesker, fordi det er det, folk bruger til at studere udvidelsen af universet.
Fraser: Rigtigt, dette er en Type 1A-supernova. Hvilke konsekvenser dette har i miljøet hos denne stakkels duo.
Dr. Sokoloski: Nå, hvis det sker, er alle indsatser slukket. Jeg ved ikke, hvad der faktisk ville ske med den røde kæmpe. Men fra vores perspektiv, fra Jords perspektiv, hvis du ikke engang var i en usikker afstand i nærheden af det binære. Herfra ville det være en meget dramatisk ting. Du kigger op i himlen, og det ville være en af de lyseste ting på himlen. Det ville ikke være lige så lyst som månen, men det ville være lysere end nogen planet. Derfor bruger folk dem til kosmologi, fordi disse eksplosioner er så lyse, du kan se dem meget langt væk i universet. Så en af grundene til, at det er interessant, at vi ser det, før stjernen er gået supernova, er fordi folk normalt ser på systemer som dette, efter at de er blevet supernova. Og nu har vi nu muligheden for at prøve og studere det og lære om denne slags systemer, før supernovaen finder sted, og forhåbentlig vil det hjælpe os med at forstå nogle af subtiliteterne i hvor lys supernovaen er, og hvordan de bruges i kosmologi.
Fraser: Og hvor meget tid tror du, du har, før du mister dit forskningsemne?
Dr. Sokoloski: Nå, det ville holde mig travlt resten af min karriere, så jeg ville ikke miste noget. Men jeg ved det ikke. Det er svært at besvare dit spørgsmål, fordi vi ved, at det er på spidsen - det er meget tæt på at gå supernova - men jeg kan ikke fortælle dig, om det vil være i morgen eller 1000, eller 100.000 år fra nu desværre.
Fraser: Tror du inden for 100.000 års rækkevidde det er sandsynligt?
Dr. Sokoloski: Så ja, i den forstand, i universets tidsskala, i en kosmologisk tidsplan, vil det ske meget snart. Bare fra et menneskeligt perspektiv, at det er svært at sige; om det snart er 10.000 eller 100.000 år.
Fraser: Nå, lad os sige, at det ikke eksploderer inden for de næste par år og ændrer dit arbejds forfølgelse, hvad skal du lede efter næste?
Dr. Sokoloski: Det minder mig om det andet svar på dit spørgsmål, hvor du stillede, hvad lærer vi af dette. Den anden ting, mens vi så denne eksplosion bevæge sig udad, var, at vi så, at der er visse forventninger til, hvordan lysstyrken ville ændre sig, hvis du havde en perfekt sfærisk bevægelse udad, med visse andre egenskaber, som folk forbinder med - at teoretikere, der arbejder med disse slags objekter antager. Vi observerede, at disse egenskaber ikke blev overholdt, at lysstyrken faldt meget hurtigere. Og så det fortæller os, at det er muligt, at dette ikke er en dejlig pæn sfærisk skal. Nogle radioobservationer har vist os, at du faktisk muligvis har en ringstruktur med jetfly. Vi ved, at der er jetfly, vi har set dem i radioen, og så gør mange mennesker arbejde for at prøve at forstå i systemer som dette, i RS Oph selv og andre stjernernes eksplosioner, hvad der producerer disse strukturer, der ikke er enkle sfæriske udstrømninger, men jetfly, der er et almindeligt fænomen i stjernesexplosioner og også i universet. Fra galakser ser folk jetfly, det ser ud til at være en meget almindelig struktur. Så for RS Oph, vi prøver at forstå, er dette noget iboende for en novaeksplosion, at eksplosionen i sig selv er asymmetrisk og ikke på samme styrke overalt på stjernens overflade. Er overalt ens eller er det stærkere eller svagere ved for eksempel polerne eller ved ækvator. Eller er det muligt, at der er noget i miljøet? Da dette er en binær stjerne, er det et system med en foretrukken akse og rotationsplan, som ejecta interagerer med. Materiale, der kan være på en disk omkring det binære, og det er det, der producerer den struktur, vi ser. Så jeg gætter det næste trin for RS Oph er: hvorfor er det asymmetrisk, hvorfor får du jetfly?
