Planetnebler er et fascinerende astronomiske fænomen, selvom navnet er lidt vildledende. I stedet for at blive forbundet med planeter, dannes disse glødende skaller af gas og støv, når stjerner træder ind i de sidste faser af deres levetid og kaster deres ydre lag af. I mange tilfælde er denne proces og den efterfølgende struktur af tågen resultatet af stjernen, der interagerer med en nærliggende ledsagerstjerne.
For nylig, mens vi undersøgte den planetariske tåge M3-1, bemærkede et internationalt team af astronomer noget ret interessant. Efter at have observeret nebulens centrale stjerne, som faktisk er et binært system, bemærkede de, at parret havde en utrolig kort omløbsperiode - dvs. stjernerne går i bane rundt om hinanden en gang hver 3. time og 5 minutter. Baseret på denne opførsel vil paret sandsynligvis flette og udløse en nova-eksplosion.
Holdet, ledet af David Jones fra Instituto Astrofisica de Canarias og Universidad de La Laguna, rapporterede deres fund i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society: Letters. Holdet omfattede andre medlemmer af (IAC) såvel som European Southern Observatory (ESO), Nicolaus Copernicus Astronomical Center (CAMK), det sydafrikanske astronomiske observatorium (SAAO) og Observatorio Astronómico Nacional (OAN-IGN).
Af hensyn til deres undersøgelse stolede teamet på ESOs New Technology Telescope (ESO-NTT), der ligger ved La Silla-observatoriet i Chile, for at undersøge M3-1 over en periode på flere år. Denne planetariske tåge befinder sig i stjernebilledet Canis Major, ca. 14.000 lysår fra Jorden. I processen opdagede og studerede teamet de binære stjerner i midten af tågen.
Som Brent Miszalski - en forsker ved det sydafrikanske store teleskop og medforfatter af undersøgelsen - antydede i en nylig pressemeddelelse fra Royal Astronomical Society, bekræftede denne opdagelse, hvad mange astronomer allerede havde mistanke om. ”Vi vidste, at M3-1 skulle være vært for en binær stjerne,” sagde han, ”så vi begyndte at erhverve de iagttagelser, der kræves for at bevise dette, og for at forbinde nebulaens egenskaber med udviklingen af stjernen eller stjernerne, der dannede den.”
I nogen tid har M3-1 været betragtet som en fast kandidat til en binær central stjerne baseret på dens struktur (som indeholder fremtrædende jetfly og filamenter, der er tegn på binære interaktioner). Men fordi stjernerne er så tæt på hinanden, kan de ikke løses separat fra jorden. Som et resultat har forskere udledt tilstedeværelsen af en anden stjerne fra variationen i deres kombinerede lysstyrke.
Den mest åbenlyse årsag til disse variationer ville være, hvordan stjernene periodisk formørker hinanden, hvilket ville give et markant fald i lysstyrke. Som Henri Boffin - en ESO-forsker i Tyskland - forklarede:
”Da vi begyndte observationer, var det straks klart, at systemet var et binært. Vi så, at den tilsyneladende enkeltstjerne i midten af tågen hurtigt skiftede i lysstyrke, og vi vidste, at dette må skyldes tilstedeværelsen af en ledsagerstjerne. ”
Imidlertid blev teamet overrasket over at finde ud af, at parret havde en af de korteste orbitalperioder (3 timer og 5 minutter) af binære stjerner, der blev opdaget i en tåge til dato. De konkluderede yderligere, at stjernerne er så tæt, at de praktisk talt rører ved. Som et resultat vil de to sandsynligvis gennemgå et novaudbrud i fremtiden, hvor materiale overføres fra den ene stjerne til den anden, hvilket skaber en kritisk masse, der udløser en voldsom termonuklear eksplosion.
Som Paulina Sowicka, en ph.d.-studerende ved Nicolas Copernicus Astronomiske Center i Polen, angav:
”Efter de forskellige observationskampagner i Chile havde vi nok data til at begynde at forstå de to stjerners egenskaber - deres masser, temperaturer og radier. Det var en virkelig overraskelse, at de to stjerner var så tæt på hinanden og så store, at de næsten rørte ved hinanden. En novaeksplosion kunne finde sted inden for et par tusinde år fra nu af. ”
Når de to stjerner smelter sammen og udløser en novaeksplosion, vil systemet stige i lysstyrke med op til en million gange, hvilket vil lysne den omgivende tåge betydeligt og skabe et utroligt lysshow. Derudover er detekteringen af dette binære par også uforenelig med konventionel tankegang om, hvordan binære stjerner udvikler sig inden for en planetarisk tåge.
Tidligere havde astronomer arbejdet under den antagelse, at binære stjerner er godt adskilt efter dannelsen af en planetarisk tåge. Grundlæggende troede man, at det først ville være, før tågenes gasser ekspanderede og spredte sig (til det punkt, at det ikke længere var synligt), at et binært par kunne begynde at interagere igen, hvilket førte til en fusion og en novaeksplosion.
Men med denne seneste observation kan denne teori komme til at blive udfordret. Denne undersøgelse styrkes også af en lignende novaeksplosion (kendt som Nova Vul 2007), der blev observeret inde i en planetarisk tåge i 2007. Som Jone forklarede:
”Begivenheden i 2007 var især vanskelig at forklare. Da de to stjerner er tæt nok på en nova, burde materialet i planetnebulaen have ekspanderet og spredt sig så meget, at det ikke længere er synligt. I de centrale stjerner i M3-1 har vi fundet en anden kandidat til et lignende novaudbrud i den relativt nær fremtid. ”
Når vi ser fremad, håber teamet at gennemføre yderligere undersøgelser af M3-1 og andre nebler som det. Disse observationer kunne give astronomer større indsigt i de fysiske processer og oprindelsen af nogle af de mest magtfulde fænomener i universet. Disse inkluderer kataklysmiske variabler (hvor en stjerne sifoner materiale fra en anden) novæer, og måske endda supernovaer.
