Odnaleziono gwiazdę, o której Koreańczycy pisali w XV wieku

W zimną marcową noc w Seulu, prawie 600 lat temu, koreańscy astrolodzy zauważyli nową gwiazdę w ogonie gwiazdozbioru Skorpiona. Gwiazda była widoczna przez 14 dni, po czym zniknęła bez śladu. Został jednak zapis w ówczesnych kronikach, który pozwolił współczesnym astronomom ustalić, że Królewscy Astrolodzy Imperium Koreańskiego byli świadkami wybuchu klasycznej nowej, choć nie udało się ustalić, która gwiazda podwójna była za ten wybuch odpowiedzialna – aż do teraz.

Michael Shara z Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej, Krystian Iłkiewicz i Joanna Mikołajewska z Centrum Astronomicznego im. M. Kopernika PAN wraz z 13-ma współautorami, w pracy, która ukazała się w dzisiejszym wydaniu czasopisma Nature, zlokalizowali dawną gwiazdę nową, która obecnie doświadcza wybuchów o mniejszej skali, charakterystycznych dla tzw. nowych karłowatych.

Po raz pierwszy w historii, udało się z całą pewnością odnaleźć dawną nową, której wybuch zarejestrowano w chińskich, koreańskich czy japońskich kronikach prowadzonych na przestrzeni 2500 lat.

Badania, oparte na obserwacjach z Wielkiego Teleskopu Południowoafrykańskiego (SALT) i mniejszych teleskopów Południowoafrykańskiego Obserwatorium Astronomicznego oraz w chilijskim Obserwatorium Las Campanas, potwierdzają teorię, zgodnie z którą gwiazdy nowe przechodzą przez bardzo długie cykle aktywności po wybuchu, milknąc na tysiące lat, aby ponownie rozbłysnąć, jako jasne gwiazdy nowe.

Wybuch nowej to wybuch kolosalnej bomby wodorowej, stworzonej w układzie podwójnym, gdzie gwiazda podobna do naszego Słońca jest pożerana przez białego karła – martwą gwiazdę, skurczoną do rozmiarów Ziemi. Potrzeba około 100000 lat, aby warstwa wodoru skradziona sąsiedniej gwieździe i gromadzona na powierzchni białego karła osiągnęła krytyczną masę i nastąpił wybuch termonuklearny, który powoduje gwałtowny wyrzut otoczki, wytwarzając przy tym impuls światła, który sprawia, że układ staje się do 300000 razy jaśniejszy od Słońca na kilka dni lub nawet miesięcy.

Przez wiele lat, M. Shara i inni bezskutecznie poszukiwali na niebie gwiazdy, która spowodowała wybuch w 1437 r. Obecny sukces jest wynikiem ponownego odczytania i interpretacji koreańskiej kroniki i poszerzenia obszaru poszukiwań, co pozwoliło zlokalizować pozostałość po nowej: wyrzuconą w czasie wybuchu gazową otoczkę oraz znajdujący się w pobliżu jej centrum układ podwójny (rysunek).  Odkrycie zostało potwierdzone dzięki wykorzystaniu archiwalnej kliszy w 1923 r. w peruwiańskiej stacji Obserwatorium Harvarda. Porównanie pozycji układu w 1923 i obecnej pozwoliło bardzo precyzyjnie zmierzyć prędkość, z jaką gwiazda przemieszcza się na niebie. Po prześledzeniu ruchu gwiazdy wstecz do 1437 r., okazało się, że była ona wtedy dokładnie w centrum otoczki (rysunek). Ten ruch jest niczym zegar, który udowodnił, ze znaleziony układ podwójny jest rzeczywiście odpowiedzialny za wybuch zarejestrowany przez koreańskich astrologów.

Klisze harvardzkie z lat 40-tych XX wieku pozwoliły stwierdzić, że dawna nowa jest obecnie nową karłowatą. Oznacza to, że nowe klasyczne, zmienne nowo-podobne i nowe karłowate  są tymi samymi obiektami, a nie różnymi klasami obiektów, jak było to wcześniej sugerowane. Po wybuchu, nowa staje się gwiazdą nowo-podobną, później nową karłowatą, a następnie, po ewentualnej fazie całkowitego uśpienia, powraca, jako gwiazda nowo-podobna, aby wreszcie na chwilę zabłysnąć, jako gwiazda nowa… i robi tak wielokrotnie, nawet do setek tysięcy razy przez miliardy lat. Niestety, nasze życie jest zbyt krótkie, aby zaobserwować choć jeden kompletny cykl życiowy gwiazdy nowej, który może trwać wiele tysięcy lat. Dlatego, powiązanie wybuchu klasycznej nowej, zarejestrowanej 580 lat temu w koreańskich archiwach, z nową karłowatą, otoczoną przez pozostałości z dawnego wybuchu, którą obecnie widać na niebie, stanowi przełom w poznaniu i zrozumieniu ewolucji takich obiektów.

Żeby lepiej przyjrzeć się układowi podwójnemu, J. Mikołajewska i K. Iłkiewicz wykorzystali widma gwiazdy podwójnej i otoczki, jaka pozostała po wybuchu, uzyskane przy pomocy teleskopu SALT. Te dane pozwoliły zidentyfikować gwiazdę-towarzysza białego karła, określić jej temperaturę i odległość, wyznaczyć przedział w jakim mieszczą się masy składników gwiazdy podwójnej, a także ocenić temperaturę, gęstość i masę gazowej otoczki.

Obserwacje fotometryczne systemu przy użyciu teleskopów SAAO i Las Campanas ujawniły głębokie zaćmienia, co pozwoliło zespołowi badaczy bardzo dokładnie wyznaczyć okres orbitalny układu. Fotometria SAAO (wykonana na przestrzeni 11 dni przez Lisę Crause) potwierdziła ponadto, że okres rotacji białego karła wynosi 1859 s – tyle samo, jak zaobserwowano w  promieniowaniu rentgenowskim.

Opisane badania zostały w dużej części sfinansowane przez Narodowe Centrum Nauki poprzez grant Harmonia (DEC-2013/10/M/ST9/00086) przyznany J. Mikołajewskiej.

 Nova1437 v2

Zlokalizowana nowa z 1437 r. i jej odrzucona w czasie wybuchu otoczka. Zdjęcie wykonano przy pomocy metrowego teleskopu SWOPE w Las Campanas; góra zdjęcia zorientowana jest na północ, a lewa strona na wschód. Położenie zmiennej kataklizmicznej w 2016 r. oznaczono czerwonymi kreskami. Jej ruch własny (strzałka) sytuuje zmienną kataklizmiczną z 1437 r. (czerwona gwiazdka) o 7,4″ na wschód i o 16″ na północ w stosunku do jej obecnego położenia.

Link do oryginalnego artykułu: http://rdcu.be/vqjo

link do komentarza w Nature: http://www.nature.com/nature/journal/v548/n7669/full/548526a.html?WT.feed_name=subjects_physics

"Odnaleziono gwiazdę, którą blisko 600 lat temu opisali koreańscy astrolodzy. Rozbłysła w Skorpionie i świeciła tylko dwa tygodnie", P. Cieśliński, Gazeta Wyborcza, 31.08.2017

Zapraszamy do wysłuchania wypowiedzi prof. Joanny Mikołajewskiej i mgr inż. Krystiana Iłkiewicza z Centrum Astronomicznego im. M. Kopernika PAN (kliknij w obrazek poniżej).

gwiazda nowa film