Tilbagevendende novae, lette ekkoer og mysteriet om T Pyxidis

Nogle af de mest voldelige begivenheder i vores univers blev diskuteret i morges på 222^nd møde i American Astronomical Society i Indianapolis, Indiana, da forskerne afslørede nylige observationer af lette ekkoer, der blev set som et resultat af stjernernes eksplosioner.

Et let ekko opstår, når vi ser støv og udsat materiale oplyst af en strålende nova. Et lignende fænomen resulterer i, hvad der betegnes som en reflektionsnebula. En stjerne siges at gå nova, når en hvid dværgstjerne trækker fra materiale fra en ledsagerstjerne. Dette akkumulerede brint opbygges under forrykende tryk, hvilket udløste et kort udbrud af nuklear fusion.

Et meget specielt og sjældent tilfælde er en klasse af kataklysmiske variabler kendt som tilbagevendende novæer. Mindre end dusin af disse typer stjerner er kendt i vores galakse, og det mest berømte og bisarre tilfælde er T Pyxidis.

Placeret i den sydlige konstellation Pyxis, svæver T Pyxidis generelt omkring +15^th størrelse, et svagt mål, selv i et stort baghaveteleskop. Det er dog udsat for store udbrud, der nærmer sig lysstyrke med blotte øje omtrent hvert 20. år til +6,4. Det er en ændring i lysstyrken næsten 4.000 gange.

Men mysteriet er kun blevet uddybet omkring denne stjerne. Otte udbrud blev overvåget af astronomer fra 1890 til 1966, og derefter ... intet. I årtier var T Pyxidis tavs. Spekulation skiftet fra hvornår T Pyxidis ville poppe til hvorfor denne stjerne var pludselig under en lang fase af stilhed.

Kunne modeller til tilbagevendende novæer have behov for en revision?

T Pyxidis besvarede endelig astronomernes spørgsmål i 2011 og gennemgik dets første udbrud på 45 år. Og denne gang havde de Hubble-rumteleskopet til rådighed for at være vidne til begivenheden.

Faktisk var Hubble netop blevet renoveret under det sidste besøg i rumfærgen Atlantis til det kredsende observatorium i 2009 på STS-125 med installationen af ​​dens Wide Field Camera 3, som blev brugt til at overvåge udbruddet af T Pyxidis.

Hubble-observationen af ​​lysekkoet gav også nogle overraskelser for astronomer.

”Vi forventede fuldt ud, at dette ville være en sfærisk skal,” sagde Columbia University's Arlin Crotts, der henviser til ejectaen i nærheden af ​​stjernen. "Denne observation viser, at det er en disk, og den er befolket med hurtig bevægelig ejecta fra tidligere udbrud."

Faktisk rejser denne opdagelse nogle spændende muligheder, såsom at give forskerne muligheden for at kortlægge anatomien fra tidligere udbrud fra stjernen, når lysekkoet udvikler sig og lyser op til disks 3D-indvendighed som en kinesisk lanterne. Disken er skråtstillet omkring 30 grader til vores synslinje, og forskere antyder, at ledsagende stjerne kan spille en rolle i støbningen af ​​dens struktur fra en kugle til en disk. Disken med materiale omkring T Pyxidis er kæmpe stor, omkring 1 lysår på tværs. Dette resulterer i en tilsyneladende ringdiameter på 6 lysbue sekunder (ca. 1/8 af den tilsyneladende størrelse af Jupiter ved modstand) set fra vores jordiske udsigtspunkt.

Paradoksalt nok kan lysekko ser ud til at bevæge sig i superluminal hastighed. Denne illusion er et resultat af geometrien for den sti, som lyset tager for at nå frem til observatøren, der krydser lignende afstande, men ankommer til forskellige tidspunkter.

Og når man taler om afstand, har måling af lysekoet givet astronomer endnu en overraskelse. T Pyxidis er placeret ca. 15.500 lysår langt væk, ved den højere 10% af slutningen af ​​det foregående estimerede interval på 6.500-16.000 lysår. Dette betyder, at T Pyxidis er en iboende lys genstand, og dens udbrud er endnu mere energiske end tænkt.

Der er undersøgt lysekoer omkring andre novæer, men det har været første gang, at forskere har været i stand til at kortlægge dem i 3 dimensioner.

”Vi har alle set, hvordan lys fra fyrværkerisskaller under den store finale vil tænde op for røg og sod fra skallerne tidligere i showet,” sagde teammedlem Stephen Lawrence fra Hofstra University. "På en analog måde bruger vi lys fra T Pyx 'seneste udbrud og dets udbredelse med lysets hastighed til at dissekere dets fyrværkeri fra årtier tilbage."

Forskere fortalte også Space Magazine om den rolle, som amatørastronomer har spillet i overvågningen af ​​disse udbrud. Kun så meget ”omfangstid” eksisterer, hvor meget lidt kun kan tildeles til studiet af lyseko. Amatører og medlemmer af American Association of Variable Star Observers (AAVSO) er ofte de første til at advare profferne om, at et udbrud er i gang. Et berømt eksempel på dette skete i 2010, da Florida-baserede baghaven observatør Barbara Harris var den første til at opdage et udbrud fra tilbagevendende novæer U Scorpii.

Og selvom T Pyxidis nu måske er sovende i de næste par årtier, er der adskillige andre tilbagevendende novaer værd at fortsætte undersøgelsen:

Det er klart, at tilbagevendende novæer fortæller os om den rolle, de spiller i kosmos. Tillykke til Lawrence og hold teamet med opdagelsen ... hold øje med fremtidens fyrværkeri fra denne sjældne klasse af stjerne!

Læs den originale pressemeddelelse fra NASA og mere om T Pyxidis her.