Πιστωτική εικόνα: NRAO
Οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούν το ραδιο τηλεσκόπιο Very Large Array (VLA) του Εθνικού Επιστημονικού Ιδρύματος εκμεταλλεύονται την ευκαιρία μιας ζωής στη ζωή τους για να παρακολουθήσουν ένα παλιό αστέρι ξαφνικά να επιστρέφει σε νέα δραστηριότητα αφού φτάσει στο τέλος της κανονικής του ζωής. Τα εκπληκτικά αποτελέσματά τους τους ανάγκασαν να αλλάξουν τις ιδέες τους για το πώς ένα τέτοιο παλιό, λευκό αστέρι νάνου μπορεί να ξαναφλέξει τον πυρηνικό φούρνο του για μια τελική έκρηξη ενέργειας.
Οι προσομοιώσεις υπολογιστών είχαν προβλέψει μια σειρά συμβάντων που θα ακολουθούσαν μια τέτοια εκ νέου ανάφλεξη των αντιδράσεων σύντηξης, αλλά το αστέρι δεν ακολούθησε το σενάριο - τα συμβάντα μετακινήθηκαν 100 φορές πιο γρήγορα από ό, τι προέβλεπαν οι προσομοιώσεις.
«Τώρα έχουμε δημιουργήσει ένα νέο θεωρητικό μοντέλο για το πώς λειτουργεί αυτή η διαδικασία και οι παρατηρήσεις της VLA παρείχαν τα πρώτα στοιχεία που υποστηρίζουν το νέο μας μοντέλο», δήλωσε ο Albert Zijlstra, του Πανεπιστημίου του Μάντσεστερ στο Ηνωμένο Βασίλειο. Ο Zijlstra και οι συνάδελφοί του παρουσίασαν τα ευρήματά τους στο τεύχος 8 Απριλίου του περιοδικού Science.
Οι αστρονόμοι μελέτησαν ένα αστέρι γνωστό ως V4334 Sgr, στον αστερισμό του Τοξότη. Είναι πιο γνωστό ως «αντικείμενο του Σακουράι», μετά τον ιαπωνικό ερασιτέχνη αστρονόμο Γιουκιού Σακουράι, ο οποίος το ανακάλυψε στις 20 Φεβρουαρίου 1996, όταν ξαφνικά ξέσπασε σε νέα φωτεινότητα. Αρχικά, οι αστρονόμοι πίστευαν ότι η έκρηξη ήταν μια κοινή έκρηξη της nova, αλλά περαιτέρω μελέτη έδειξε ότι το αντικείμενο του Sakurai δεν ήταν παρά κοινό.
Το αστέρι είναι ένας παλιός λευκός νάνος που είχε εξαντλήσει καύσιμο υδρογόνου για πυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης στον πυρήνα του. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι ορισμένα τέτοια αστέρια μπορούν να υποστούν μια τελική έκρηξη σύντηξης σε ένα κέλυφος ηλίου που περιβάλλει έναν πυρήνα βαρύτερων πυρήνων όπως ο άνθρακας και το οξυγόνο. Ωστόσο, η έκρηξη του αντικειμένου Sakurai είναι η πρώτη τέτοια έκρηξη που παρατηρήθηκε στη σύγχρονη εποχή. Οι αστρικές εκρήξεις που παρατηρήθηκαν το 1670 και το 1918 μπορεί να έχουν προκληθεί από το ίδιο φαινόμενο.
Οι αστρονόμοι αναμένουν ότι ο Ήλιος θα γίνει λευκός νάνος σε περίπου πέντε δισεκατομμύρια χρόνια. Ένας λευκός νάνος είναι ένας πυκνός πυρήνας που έχει απομείνει μετά τη λήξη της φυσιολογικής ζωής του αστεριού. Ένα κουταλάκι του γλυκού από λευκό νάνο υλικό θα ζυγίζει περίπου 10 τόνους. Οι λευκοί νάνοι μπορούν να έχουν μάζες έως και 1,4 φορές εκείνες του Ήλιου. μεγαλύτερα αστέρια καταρρέουν στο τέλος της ζωής τους σε ακόμη πυκνότερα αστέρια νετρονίων ή μαύρες τρύπες.
Οι προσομοιώσεις υπολογιστών έδειξαν ότι η θερμότητα με θερμότητα (ή «βρασμός») θα φέρει υδρογόνο από τον εξωτερικό φάκελο του αστεριού κάτω στο κέλυφος ηλίου, οδηγώντας μια σύντομη αναλαμπή νέας πυρηνικής σύντηξης. Αυτό θα προκαλούσε ξαφνική αύξηση της φωτεινότητας. Τα αρχικά μοντέλα υπολογιστών πρότειναν μια ακολουθία παρατηρήσιμων γεγονότων που θα συνέβαιναν για μερικές εκατοντάδες χρόνια.
"Το αντικείμενο του Sakurai πέρασε από τις πρώτες φάσεις αυτής της ακολουθίας μέσα σε λίγα χρόνια - 100 φορές πιο γρήγορα από ό, τι περιμέναμε - οπότε έπρεπε να αναθεωρήσουμε τα μοντέλα μας", δήλωσε ο Zijlstra.
Τα αναθεωρημένα μοντέλα προέβλεπαν ότι το αστέρι θα πρέπει να αναθερμανθεί γρήγορα και να αρχίσει να ιονίζει αέρια στη γύρω περιοχή. «Αυτό βλέπουμε τώρα στις τελευταίες μας παρατηρήσεις VLA», δήλωσε ο Zijlstra.
«Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε αυτήν τη διαδικασία. Το αντικείμενο του Sakurai έχει εκτοξεύσει μεγάλη ποσότητα άνθρακα από τον εσωτερικό του πυρήνα στο διάστημα, τόσο με τη μορφή κόκκων αερίου όσο και κόκκων σκόνης. Αυτά θα βρουν το δρόμο τους σε περιοχές του διαστήματος όπου σχηματίζονται νέα αστέρια και οι κόκκοι σκόνης μπορεί να ενσωματωθούν σε νέους πλανήτες. Ορισμένοι κόκκοι άνθρακα που βρέθηκαν σε μετεωρίτες δείχνουν αναλογίες ισοτόπων ίδιες με εκείνες που βρέθηκαν στο αντικείμενο του Σακουράι και πιστεύουμε ότι μπορεί να προέρχονται από ένα τέτοιο γεγονός. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι αυτή η πηγή κοσμικού άνθρακα μπορεί να είναι πολύ πιο σημαντική από ό, τι υποψιαζόμασταν προηγουμένως », πρόσθεσε ο Zijlstra.
Οι επιστήμονες συνεχίζουν να παρατηρούν το αντικείμενο του Sakurai για να επωφεληθούν από τη σπάνια ευκαιρία να μάθουν για τη διαδικασία της ανάφλεξης. Κάνουν νέες παρατηρήσεις VLA μόλις αυτόν τον μήνα. Τα νέα τους μοντέλα προβλέπουν ότι το αστέρι θα θερμανθεί πολύ γρήγορα, στη συνέχεια θα κρυώσει αργά ξανά, ψύχοντας πίσω στην τρέχουσα θερμοκρασία του περίπου το έτος 2200. Πιστεύουν ότι θα υπάρξει ένα ακόμη επεισόδιο αναθέρμανσης προτού ξεκινήσει η τελική του ψύξη σε ένα αστρικό μύλο.
Ο Zijlstra συνεργάστηκε με τον Marcin Hajduk του Πανεπιστημίου του Μάντσεστερ και το Πανεπιστήμιο Nikolaus Copernicus, Τορούν, Πολωνία. Falk Herwig του Εθνικού Εργαστηρίου του Los Alamos; Πίτερ Α.Μ. van Hoof του Queen's University στο Μπέλφαστ και το Βασιλικό Αστεροσκοπείο του Βελγίου. Florian Kerber του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου στη Γερμανία · Stefan Kimeswenger του Πανεπιστημίου του Ίνσμπρουκ της Αυστρίας · Don Pollacco του Πανεπιστημίου Queen's στο Μπέλφαστ. Aneurin Evans του Πανεπιστημίου Keele στο Staffordshire, UK; Ο Χοσέ Λόπεζ του Εθνικού Αυτόνομου Πανεπιστημίου του Μεξικού στο Ensenada. Myfanwy Bryce του Jodrell Bank Observatory στο Ηνωμένο Βασίλειο. Stewart P.S. Eyres του Πανεπιστημίου του Central Lancashire στο Ηνωμένο Βασίλειο. και Mikako Matsuura του Πανεπιστημίου του Μάντσεστερ.
Το Εθνικό Παρατηρητήριο Ραδιοαστρονομίας είναι μια εγκατάσταση του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών, το οποίο λειτουργεί βάσει συμφωνίας συνεργασίας από την Associated Universities, Inc.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων NRAO
