Πριν από δύο χρόνια, η συνεργασία Fermi-LAT παρατήρησε ένα γεγονός «άνοιγμα των αυτιών και των ματιών» - την ακριβή τοποθεσία όπου μια αστρική έκρηξη που ονομάζεται nova εκπέμπει μία από τις πιο ενεργητικές μορφές ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων… ακτίνες γάμμα. Όταν εντοπίστηκε για πρώτη φορά το 2012, ήταν κάτι μυστήριο, αλλά τα ευρήματα θα μπορούσαν πολύ καλά να δείξουν τι μπορεί να προκαλέσει εκπομπές ακτίνων γάμμα.
«Δεν βρήκαμε μόνο από πού προέρχονται οι ακτίνες γάμμα, αλλά επίσης ρίξαμε μια ματιά σε ένα προηγουμένως αόρατο σενάριο που μπορεί να είναι κοινό σε άλλες εκρήξεις nova», δήλωσε η Laura Chomiuk, του κρατικού πανεπιστημίου του Μίσιγκαν.
Nova; Σύμφωνα με τους ερευνητές του Fermi, ένα κλασικό nova προκύπτει από διαφυγή θερμοπυρηνικές εκρήξεις στην επιφάνεια ενός λευκού νάνου που συσσωρεύει την ύλη από έναν αστρικό σύντροφο χαμηλής μάζας. Καθώς συγκεντρώνεται σε υλικό, το θερμοπυρηνικό συμβάν αποβάλλει τα συντρίμμια στον περιβάλλοντα χώρο. Ωστόσο, οι αστρονόμοι δεν περίμεναν αυτό το «κανονικό» γεγονός να παράγει ακτίνες γάμμα υψηλής ενέργειας!
Εξηγεί την ομάδα Fermi-LAT: «Οι ανιχνεύσεις ακτίνων γάμμα δείχνουν απροσδόκητες διεργασίες επιτάχυνσης σωματιδίων υψηλής ενέργειας που συνδέονται με την εκτόξευση μάζας από θερμοπυρηνικές εκρήξεις σε μια μη αναμενόμενη κατηγορία πηγών γαλαξιακών ακτίνων γάμμα».
Ενώ το διαστημικό σκάφος Fermi της NASA ήταν απασχολημένο βλέποντας μια nova που ονομάζεται V959 Mon, περίπου 6500 έτη φωτός από τη Γη, άλλα ραδιοτηλεσκόπια ήταν επίσης απασχολημένα να λαμβάνουν τα περιστατικά ακτίνων γάμμα. Το Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) καταγράφει ραδιοκύματα που προέρχονται από τη nova. Η πηγή αυτών των εκπομπών θα μπορούσε να είναι υποατομικά σωματίδια που κινούνται σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός που αλληλεπιδρά με μαγνητικά πεδία - μια κατάσταση που απαιτείται για την παραγωγή ακτίνων γάμμα. Αυτά τα ευρήματα υποστηρίχθηκαν από το εξαιρετικά ευκρινές ραδιόφωνο «όραμα» του Very Long Baseline Array (VLBA) και του ευρωπαϊκού δικτύου VLBI. Αποκάλυψαν δύο κόμβους στις ραδιοφωνικές παρατηρήσεις - κόμπους που απομακρύνθηκαν ο ένας από τον άλλο. Πραγματοποιήθηκαν επιπλέον μελέτες με το e-MERLIN στο Ηνωμένο Βασίλειο και έναν άλλο γύρο παρατηρήσεων VLA το 2014. Τώρα οι αστρονόμοι θα μπορούσαν να αρχίσουν να συλλέγουν το παζλ για το πώς παράγονται οι ραδιοφωνικοί κόμβοι και οι ακτίνες γάμμα.
Σύμφωνα με το δελτίο ειδήσεων του NRAO, ο λευκός νάνος και ο σύντροφός του εγκαταλείπουν μέρος της τροχιακής τους ενέργειας για να ενισχύσουν μέρος του εκρηκτικού υλικού, κάνοντας το εξερχόμενο υλικό να κινείται προς τα έξω πιο γρήγορα στο επίπεδο της τροχιάς τους. Αργότερα, ο λευκός νάνος φυσάει έναν γρηγορότερο άνεμο σωματιδίων που κινείται κυρίως προς τα έξω κατά μήκος των πόλων του τροχιακού επιπέδου. Όταν η ταχύτερη κίνηση της πολικής ροής χτυπά το πιο αργό υλικό, το σοκ επιταχύνει τα σωματίδια στις ταχύτητες που απαιτούνται για την παραγωγή των ακτίνων γάμμα και τους κόμβους των εκπομπών ραδιοφώνου.
«Παρακολουθώντας αυτό το σύστημα με την πάροδο του χρόνου και βλέποντας πώς άλλαξε το μοτίβο των εκπομπών ραδιοφώνου και, στη συνέχεια, εντοπίζοντας τις κινήσεις των κόμβων, είδαμε την ακριβή συμπεριφορά που αναμένεται από αυτό το σενάριο», δήλωσε ο Chomiuk.
Αλλά οι παρατηρήσεις του V959 Mon δεν ήταν το τέλος της ιστορίας. Σύμφωνα με τα αρχεία της Fermi-LAT, το 2012 και το 2013, τρεις novae εντοπίστηκαν σε ακτίνες γάμμα και ήταν σε αντίθεση με την πρώτη ακτίνα γάμμα nova V407 Cygni 2010, η οποία ανήκει σε μια σπάνια κατηγορία συμβιωτικών δυαδικών συστημάτων. Παρά τις πιθανές διαφορές στις συνθέσεις και τις μάζες των προγόνων λευκού νάνου τους, τα τρία κλασικά novae χαρακτηρίζονται παρομοίως ως παροδικές πηγές ακτίνων γάμμα μαλακού φάσματος που ανιχνεύθηκαν σε διάρκεια 2-3 εβδομάδων.
«Αυτός ο μηχανισμός μπορεί να είναι κοινός σε τέτοια συστήματα. Ο λόγος για τον οποίο οι ακτίνες γάμμα εμφανίστηκαν για πρώτη φορά στο V959 Mon είναι επειδή είναι κοντά », είπε ο Chomiuk. Επειδή ο τύπος εκτόξευσης που φαίνεται στο V959 Mon φαίνεται και σε άλλα συστήματα δυαδικών αστεριών, οι νέες πληροφορίες μπορούν να βοηθήσουν τους αστρονόμους να κατανοήσουν πώς αναπτύσσονται αυτά τα συστήματα. Αυτή η φάση «κοινού φακέλου» εμφανίζεται σε όλα τα δυαδικά στενά αστέρια και είναι ελάχιστα κατανοητή. «Μπορεί να είμαστε σε θέση να χρησιμοποιήσουμε τα novae ως« δοκιμαστική βάση »για να βελτιώσουμε την κατανόησή μας για αυτό το κρίσιμο στάδιο της δυαδικής εξέλιξης», εξηγεί ο Chomiuk.
Πρωτότυπη ιστορία Πηγή: Ραδιοτηλεσκόπια Αποκαλύψτε το μυστήριο των ακτίνων Nova Gamma από το Εθνικό Παρατηρητήριο Ραδιοαστρονομίας. Ο Chomiuk συνεργάστηκε με μια διεθνή ομάδα αστρονόμων. Οι ερευνητές ανέφεραν τα ευρήματά τους στο επιστημονικό περιοδικό "Nature".
