Mamy kolejną widowiskową nową N Cas 2021 (V1405 Cas) na północnym niebie od czasu nowej N Del 2013. Od prawie 2 miesięcy znamy ten obiekt jako gwiazdę nową. Ale na początku maja 2021 r. zaskoczyła wszystkich i w ciągu kilku dni pojaśniała o ponad 2 magnitudo do ~5.2 V.
Nową N Cas 2021 odkrył japoński miłośnik astronomii Yuji Nakamura 18 marca 2021 r. około godz. 10 rano czasu UT jako nieznany obiekt o jasności 9.6 mag w gwiazdozbiorze Kasjopei na zdjęciu, które wykonał swoim zestawem astrofotograficznym z kamerą CCD i obiektywem 135 mm F4 bez filtrów. Cztery dni wcześniej na innym zdjęciu wykonanym przez odkrywcę nie było widać żadnego obiektu jaśniejszego od 13 mag w tej pozycji.
Analiza widma uzyskanego tego samego dnia przez japońskich astronomów wykazała, że jest to gwiazda nowa. Więcej informacji na temat tego odkrycia można znaleźć w materiale na witrynie Urania z marca 2021 pt. „V1405 Cas – wiosenna lornetkowa nowa w Kasjopei”.
Przed wybuchem nowa miała jasność około 15 mag w barwie V w danych z przeglądu nieba ASAS-SN. Dane z tego przeglądu nieba nie są na bieżąco udostępniane. Dlatego dopiero za jakiś czas dowiemy się, czy nowa tuż przed wybuchem miała jasność około 15–16 mag i z tego poziomu w ciągu kilku dni osiągnęła pierwsze maksimum około 20 marca (~7.6 mag wizualnie), czy też to był dłuższy proces.
Zjawisko „gwiazdy nowej” jest związane z ciasnymi układami podwójnymi składającymi się z białego karła (gwiazda o masie zbliżonej do Słońca, ale o wielkości Ziemi) i wtórnego składnika – najczęściej gwiazdy ciągu głównego. Na powierzchni białego karła odkłada się materia uciekająca z większej gwiazdy. Gdy zgromadzi się warstwa ~3 masy Ziemi, następuje gwałtowne wyzwolenie się energii w wyniku reakcji jądrowych. Początek tego zjawiska pokazano na ilustracji tytułowej z wizją artystyczną układu podwójnego V1213 Cen. Takie układy podwójne, w których zachodzi zjawisko „gwiazdy nowej” nazywane są układami kataklizmicznymi.
Krzywa blasku nowej V1405 Cas z obserwacjami w bazie AAVSO od 17 marca do 8 maja 2021 r. w dżonsonowskich filtrach astronomicznych V-B oraz lustrzankowych TG-TB. Ciągła czarna linia łączy średnie dzienne obserwacji wizualnych. Ostatnia obserwacja jest z 9 maja godz. 11:30 rano naszego czasu. W górnym lewym rogu podano legendę z liczbą obserwacji w poszczególnych filtrach na dzień 9 maja 2021 r. Źródło: LCG AAVSO
Oczekujemy, że zwykle jasność gwiazd nowych po szybkim wzroście szybko maleje. Krzywa blasku nowej V1405 wygląda dość nietypowo, ponieważ jej jasność zamiast maleć – rośnie w ciągu prawie 2 miesięcy obserwacji.
Jednak w „świecie” gwiazd nowych nie jest to zjawisko niezwykłe. Gdy popatrzymy w przyszłości na krzywą blasku nowej V1405 Cas w dłuższej skali czasowej, to będzie zapewne wyglądał podobnie jak dla nowej V723 Cas na poniższym rysunku (obserwacje z bazy SOGZ (Sekcja Obserwatorów Gwiazd Zmiennych) PTMA). Chwilowe wahania jasności w okolicach maksimum będą wyglądały jak szum, który nie wynika z niedokładności obserwacji, ale ze zjawisk fizycznych.
Wizualna krzywa blasku powolnej nowej V723 Cas przygotowana na podstawie obserwacji dostępnych w bazie SOGZ (Sekcja Obserwatorów Gwiazd Zmiennych) PTMA z lat 1995 - 2011 r.
W większej rozdzielczości czasowej okazuje się, że jasność powolnej nowej V723 Cas rosła przez kilka miesięcy do maksimum, a po pierwszym maksimum wystąpiły kolejne.
Wizualna krzywa blasku powolnej nowej V723 Cas przygotowana na podstawie obserwacji dostępnych w bazie AAVSO z okresu wrzesień 1995 r. - październik 1996 r. Ciągła czarna linia łączy średnie dzienne obserwacji wizualnych. Źródło: LCG AAVSO
Podobną tendencję wzrostu jasności prezentuje powolna nowa V5558 Sagittarii z 2007 r., w której jasność początkowo zamiast maleć rosła, a w krzywej blasku wystąpiło kilka maksimów jasności.
Krzywa blasku osobliwej powolnej nowej V5558 Sagittarii przygotowana na podstawie obserwacji dostępnych w bazie AAVSO z okresu kwiecień 2007 r. – lipiec 2008 r. w dżonsonowskich filtrach astronomicznych V-B. Ciągła czarna linia łączy średnie dzienne obserwacji wizualnych. V5558 Sgr wystąpiło 5 maksimów jasności. Źródło: LCG AAVSO
Fascynujące jest obserwowanie tak szybko zmieniających się zjawisk. Dlatego zachęcam do obserwacji nowej N Cas 2021 (V1405 Cas) widocznej obecnie gołym okiem. Jest obszerna literatura pozwalająca rozpocząć przygodę z obserwacjami gwiazd zmiennych różnymi technikami:
• fotometria wizualna – podręcznik w j. polskim „AAVSO Podręcznik wizualnych obserwacji gwiazd zmiennych”,
• fotometria CCD – podręcznik w j. polskim „Przewodnik po fotometrii CCD AAVSO wersja 1.1”,
• fotometria lustrzankowa (DSLR) – podręcznik w j. polskim „Podręcznik AAVSO do obserwacji lustrzanką cyfrową (DSLR)”,
• spektroskopia amatorska wydrukowanym drukarką 3D spektrografem – Urania 1/2021, Mariusz Bajer „Przygody w krainie widm. Amatorska spektroskopia wysokich rozdzielczości”.
Fotometryczne obserwacje nowej można raportować do SOGZ (Sekcja Obserwatorów Gwiazd Zmiennych) PTMA oraz AAVSO (The American Association of Variable Star Observers), zaś widma – AAVSO lub portal A.R.A.S (Astronomical Ring for Access to Spectroscopy).
Jako przykład na zachętę, co potrafią miłośnicy astronomii, poniżej zaprezentowano wykonane przez Mariusza Bajera „świeżutkie” widmo nowej N Cas 2021 z kalibracją absolutną strumienia energii nowej rejestrowane przez obserwatora na Ziemi w [ergs/cm2/sek/A] z ostatniej nocy 8/9 maja 2021 r. Do kalibracji w jednostkach CGI strumienia (ang. flux) fotonów płynących z nowej obserwator wykorzystał przybliżoną jej jasność w barwie V, która jest dostępna w bazie AAVSO.
Widmo nowej V1405 Cas w zakresie λ 3800-8500Å z nocy 8/9 maja 2021 r. wykonane przez Mariusza Bajera za pomocą spektrografu LOWSPEC wydrukowanego w technologii 3D. Spektrograf LOWSPEC z kamerą CMOS QHY163M współpracuje z teleskopem Schmidta-Cassegraina f/10 o aperturze 20 cm. Została użyta siatka dyfrakcyjna 300 linii/mm i szczelina o szerokości 20 µm. W tej konfiguracji przy długości fali linii Hα spektrograf charakteryzuje się rozdzielczością R=λ/Δλ ~ 1500
Więcej informacji:
Portal Urania marzec 2021 – „V1405 Cas – wiosenna lornetkowa nowa w Kasjopei”
Opracowanie: Ryszard Biernikowicz
Na ilustracji: Wizja artystyczna ciasnego układu podwójnego kataklizmicznego V1213 Cen (prawdopodobnie gwiazda ciągu głównego + biały karzeł zanurzony w dysku akrecyjnym) chwilę po „wybuchu gwiazdy nowej”, gdy na powierzchni białego karła w ciągu kilkudziesięciu sekund wyzwoliła się ogromna ilość energii w wyniku reakcji jądrowych. Bazując na obserwacji V1213 Cen polscy astronomowie potwierdzili teorię hibernacji nowych. Źródło: Krzysztof Ulaczyk / Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego
