Zespół astronomów przejrzał ponownie archiwalne dane dotyczące obiektu obserwowanego 40 lat temu.
Astronomowie wykorzystali nowe dane z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a (HST) i Obserwatorium SOFIA (Stratospheric Observatory For Infrared Astronomy), a także archiwalne dane z innych misji, aby ponownie przyjrzeć się jednemu z najdziwniejszych układów podwójnych gwiazd w naszej Galaktyce – 40 lat po tym, jak pojawił się on na scenie jako jasna i długo żyjąca nowa. Nowa to gwiazda, która nagle gwałtownie zwiększa jasność, a następnie znika, zwykle w ciągu kilku miesięcy lub lat.
Pomiędzy kwietniem a wrześniem 1975 roku układ podwójny HM Sagittae (HM Sge) stał się 250 razy jaśniejszy. Co jeszcze bardziej niezwykłe, nie wygasł gwałtownie, jak to zwykle dzieje się z nowymi, ale utrzymał jasność przez dziesięciolecia. Ostatnie obserwacje pokazują, że stał się gorętszy, ale (paradoksalnie) nieco przygasł.
HM Sge to szczególny rodzaj gwiazdy symbiotycznej, w której biały karzeł i rozdęta, produkująca pył olbrzymia gwiazda towarzysząca znajdują się na mimośrodowej orbicie wokół siebie, a biały karzeł pochłania gaz wypływający z olbrzyma. Gaz ten tworzy płonący gorący dysk wokół białego karła, który może w nieprzewidywalny sposób ulec spontanicznej eksplozji termojądrowej, gdy napływ wodoru z olbrzyma gęstnieje na powierzchni, aż osiągnie punkt krytyczny. Takie fajerwerki między gwiazdami towarzyszącymi fascynują astronomów, ponieważ pozwalają zrozumieć fizykę i dynamikę ewolucji gwiazd w układach podwójnych.
W 1975 roku HM Sge zmieniła się z nijakiej gwiazdy w coś, na co patrzyli wszyscy astronomowie, ale w pewnym momencie ta gorączka aktywności zwolniła – powiedział Ravi Sankrit ze Space Telescope Science Institute (STScI) w Baltimore. W 2021 roku Steven Goldman z STScI, Sankrit i współpracownicy wykorzystali instrumenty na HST i SOFIA, aby zobaczyć, co zmieniło się w HM Sge w ciągu ostatnich 30 lat na długościach fal świetlnych od podczerwieni do ultrafioletu (UV).
Dane UV z HST z 2021 roku wykazały silną linię emisyjną wysoko zjonizowanego magnezu, która nie była widoczna we wcześniej opublikowanych widmach z 1990 roku. Jej obecność wskazuje, że szacowana temperatura białego karła i dysku akrecyjnego wzrosła z mniej niż 220 tysięcy stopni Celsjusza w 1989 roku do ponad 250 tysięcy stopni Celsjusza obecnie. Wysoko zjonizowana linia magnezu jest jedną z wielu widocznych w widmie UV, a linie te analizowane razem ujawniają energetykę układu i jego zmiany w ciągu ostatnich trzech dekad.
Dzięki danym z latającego teleskopu SOFIA, wycofanego z eksploatacji w 2022 roku, zespół był w stanie wykryć wodę, gaz i pył przepływające w układzie i wokół niego. Dane widmowe w podczerwieni pokazują, że olbrzymia gwiazda, która produkuje duże ilości pyłu, powróciła do normalnego zachowania w ciągu zaledwie kilku lat od wybuchu, ale także, że w ostatnich latach przygasła, co stanowi kolejną zagadkę do wyjaśnienia.
Dzięki SOFIA astronomowie byli w stanie zaobserwować wodę poruszającą się z prędkością około 30 kilometrów na sekundę, co jak podejrzewają jest prędkością skwierczącego dysku akrecyjnego wokół białego karła. Most gazu łączący olbrzymią gwiazdę z białym karłem musi obecnie rozciągać się na około dwa miliardy kilometrów.
Zespół współpracował również z AAVSO (Amerykańskim Stowarzyszeniem Obserwatorów Gwiazd Zmiennych), którzy pomagają obserwować HM Sge za pomocą amatorskich teleskopów; ich ciągłe monitorowanie ujawnia zmiany, które nie były widoczne od czasu jej wybuchu 40 lat temu.
Gwiazdy symbiotyczne takie jak HM Sge są rzadkością w naszej Galaktyce, a obserwowanie eksplozji podobnej do nowej jest jeszcze rzadsze. To wyjątkowe wydarzenie jest skarbem dla astrofizyków od dziesięcioleci – powiedział Goldman.
Wstępne wyniki badań zostały opublikowane w „The Astrophysical Journal”.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Hubble Finds Surprises Around a Star That Erupted 40 Years Ago
- A MultiWavelength Study of the Symbiotic Mira HM Sge with SOFIA and HST
Źródło: NASA
Na ilustracji: Koncepcja artysty przedstawia układ nowej HM Sagittae (HM Sge), w którym biały karzeł wyciąga materię ze swojego czerwonego olbrzyma. Źródło: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)
