Астрономи чекають на рідкісний вибух нової зірки

По всьому світу цього літа астрономи-професіонали та аматори будуть зафіксовані на одному маленькому сузір’ї глибоко в нічному небі. Але не сім зірок Corona Borealis, «Північної корони», викликали таке захоплення. Це темна пляма серед них, де може статися нова подія, настільки яскрава, що її можна буде побачити на Землі неозброєним оком.

«Це подія, яка трапляється раз у житті, створить багато нових астрономів, даючи молодим людям можливість спостерігати за космічною подією, ставити власні запитання та збирати власні дані», — сказала доктор Ребека. Хоунселл, помічник дослідника, який спеціалізується на нових подіях у Центрі космічних польотів імені Годдарда НАСА в Грінбелті, штат Меріленд. «Це підживить наступне покоління вчених».

T Coronae Borealis, яка отримала назву «Вогняна зірка» і відома астрономам просто як «T CrB», — це подвійна система, розташована в Північній короні приблизно за 3000 світлових років від Землі. Система складається з білого карлика — залишку мертвої зірки розміром із Землю з масою, порівнянною з масою нашого Сонця — і стародавнього червоного гіганта, який повільно позбавляється водню під дією невпинної гравітації його голодного сусіда.

Водень з червоного гіганта накопичується на поверхні білого карлика, викликаючи підвищення тиску та тепла. Згодом він викликає термоядерний вибух, достатньо потужний, щоб винести цей накопичений матеріал. Для T CrB ця подія повторюється в середньому кожні 80 років.

Не плутайте нову з надновою, остаточним, титанічним вибухом, який знищує деякі вмираючі зірки, сказав Хоунселл. Під час нової події карликова зірка залишається недоторканою, посилаючи накопичений матеріал у сліпучий спалах у космос. Цикл зазвичай повторюється з часом, процес, який може тривати десятки чи сотні тисяч років.

«Є кілька повторюваних нових з дуже короткими циклами, але, як правило, ми нечасто бачимо повторний спалах протягом життя людини, і рідко один такий відносно близький до нашої власної системи», — сказав Хаунселл. «Це неймовірно цікаво мати це місце в першому ряду».

Знаходження T Corona Borealis

Перше зареєстроване спостереження нової T CrB відбулося більше 800 років тому, восени 1217 року, коли чоловік на ім’я Бурхард, абат Урсберга, Німеччина, зазначив, що спостерігав за «слабкою зіркою, яка деякий час сяяла великим світлом».

Нова T CrB востаннє була помічена із Землі в 1946 році. Її поведінка протягом останнього десятиліття виглядає разюче схожою на спостережувану поведінку в подібний період часу, що призвело до виверження 1946 року. Деякі дослідники кажуть, що якщо така картина збережеться, нова подія може статися до вересня 2024 року.

На що дивитися звіздарям? Північна корона — це підковоподібна крива зірок на захід від сузір’я Геркулеса, ідеально помітна в ясні ночі. Його можна ідентифікувати, визначивши дві найяскравіші зірки в північній півкулі — Арктур ​​і Вега — і простеживши пряму лінію від однієї до іншої, яка приведе спостерігачів до Геркулеса та Корони Бореаліс.

Спалах буде коротким. Після виверження його можна буде побачити неозброєним оком трохи менше тижня, але Хоунселл упевнений, що це буде справжнє видовище.

Узгоджений науковий підхід

Доктор Елізабет Хейс, керівник лабораторії фізики астрочастинок NASA Goddard, погодилася. Вона сказала, що під час підготовки до спостереження за цією подією частково цікаво спостерігати за ентузіазмом любителів зірок, чия пристрасть до екстремальних космічних явищ допомогла підтримувати тривале та взаємовигідне партнерство з NASA.

«Громадські науковці та ентузіасти космосу завжди шукають сильні, яскраві сигнали, які ідентифікують нові події та інші явища», — сказав Хейз. «Використовуючи соціальні мережі та електронну пошту, вони надсилатимуть миттєві сповіщення, і прапор підніметься. Ми знову розраховуємо на взаємодію глобальної спільноти з T CrB».

Хейс є науковим керівником проекту космічного гамма-телескопа NASA Fermi, який з 2008 року проводить спостереження гамма-променів з низької навколоземної орбіти. Фермі готовий спостерігати T CrB, коли буде виявлено виверження нової, разом з іншими космічними місіями, зокрема Космічний телескоп NASA Джеймса Вебба, Обсерваторія Ніла Герельса Свіфта, IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer), NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array), NICER (Neutron star Interior Composition Explorer) і INTEGRAL (Extreme Universe Surveyor) Європейського космічного агентства.

Численні наземні радіотелескопи та оптичні камери, включно з Very Large Array Національної радіоастрономічної обсерваторії в Нью-Мексико, також візьмуть участь. Разом різні телескопи та інструменти збиратимуть дані у видимому та невидимому спектрі світла.

«Ми будемо спостерігати нову подію на її піку та через її спад, оскільки видима енергія спалаху зникає», — сказав Хаунселл. «Але не менш важливо отримувати дані під час раннього підйому до виверження, тому дані, зібрані тими завзятими вченими-громадянами, які зараз шукають нову, внесуть значний внесок у наші висновки».

Для дослідників астрофізики це обіцяє рідкісну можливість пролити нове світло на структуру та динаміку повторюваних зіркових вибухів, подібних до цього.

«Як правило, нові явища настільки слабкі й далекі, що важко чітко визначити, де зосереджена енергія виверження», — сказав Хейс. «Це буде дуже близько, на нього буде приділено багато уваги, вивчатимуться різні довжини хвиль і, сподіваюся, дадуть нам дані, щоб почати розблоковувати структуру та конкретні процеси. Ми не можемо дочекатися, щоб отримати повну картину того, що відбувається. «

Деякі з цих очей будуть зовсім новими. Гамма-камери не існувало під час останнього виверження T CrB у 1946 році, і поляризаційна здатність IXPE, яка визначає організацію та вирівнювання електромагнітних хвиль для визначення структури та внутрішніх процесів високоенергетичних явищ, також є абсолютно новою. інструмент в рентгенівській астрономії. Об’єднання їхніх даних може запропонувати безпрецедентне розуміння життєвих циклів подвійних систем і затихаючих, але потужних зоряних процесів, які їх живлять.

Чи є шанс, що вересень настане і пройде без очікуваного спалаху нової від T CrB? Експерти погоджуються, що гарантій немає, але надія залишається.

«Повторні нові непередбачувані та суперечливі», — сказав доктор Кодзі Мукаї, колега-дослідник з астрофізики NASA Goddard.

«Коли ви думаєте, що не може бути причини, чому вони слідують певному шаблону, вони це роблять, і щойно ви починаєте покладатися на те, що вони повторюють той самий шаблон, вони повністю відхиляються від нього. Ми побачимо, як T CrB поводиться».