Kiedy Nowa nie jest “Nowa”?

Wykorzystując ALMA, międzynarodowy zespół astronomów znalazł dowody na to, że biały karzeł (starsze pozostałości po gwieździe podobnej do Słońca) i brązowy karzeł (nieudana gwiazda bez masy potrzebnej do podtrzymania syntezy jądrowej) zderzyły się w krótkotrwałym blasku chwały. Zjawisko to obserwowano z Ziemi w 1670 r. jako Nova sub Capite Cygni (Nowa Gwiazda poniżej Głowy Łabędzia), która jest obecnie znana jako CK Vulpeculae.

W lipcu 1670 r. obserwatorzy na Ziemi byli świadkami „nowej gwiazdy” (nowej w Łabędziu). Tam, gdzie wcześniej było ciemne niebo, pojawił się jasny punkcik światła, osłabł, pojawił się ponownie, a potem zniknął zupełnie z pola widzenia. Współcześni astronomowie badający pozostałości tego kosmicznego wydarzenia początkowo sądzili, że zwiastuje on połączenie dwóch gwiazd ciągu głównego – gwiazd na tej samej ścieżce ewolucji, co Słońce.

Nowe obserwacje z użyciem ALMA wskazują na bardziej intrygujące wyjaśnienie. Badając szczątki z tej eksplozji, które przyjmują postać podwójnych pierścieni pyłu i gazu, przypominające klepsydrę ze zwartym centralnym obiektem, naukowcy doszli do wniosku, że brązowy karzeł połączył się z białym karłem.

„Wydaje się, że to, co zaobserwowano przed wiekami, nie było tym, co dzisiaj określilibyśmy klasyczną ‘nową’. Zamiast tego było to połączenie dwóch obiektów gwiazdowych, białego karła i brązowego karła. Kiedy te dwa obiekty zderzyły się ze sobą, wylał się na nie koktajl cząsteczek i niezwykłych izotopów, co dało nam nowy wgląd w naturę tego obiektu” – powiedział Sumner Starrfield, astronom z Arizona State University i współautor pracy opublikowanej w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Według naukowców biały karzeł byłby około dziesięć razy masywniejszy, niż brązowy karzeł, choć znacznie mniejszy. Gdy brązowy karzeł opadał po spirali, intensywne siły pływowe wywierane przez białego karła rozerwały by go na strzępy. Po raz pierwszy takie zdarzenie zostało jednoznacznie zidentyfikowane.

Ponieważ większość układów gwiazd w Drodze Mlecznej jest podwójnych, zderzenia gwiazd nie są rzadkością. Nowe obserwacje ALMA ujawniają szczegóły dotyczące wydarzenia z 1670 r. Poprzednie badanie światła pochodzącego z dwóch, bardziej odległych gwiazd, których blask przebija się przez pyłowe pozostałości z połączenia, naukowcy byli w stanie wykryć charakterystyczną sygnaturę litu, który łatwo ulega zniszczeniu we wnętrzu gwiazdy ciągu głównego, ale nie wewnątrz brązowego karła.

Obecność litu wraz z nietypowymi stosunkami izotopów pierwiastków węgla, azotu i tlenu, wskazują na materię przepływającą z brązowego karła na powierzchnię białego karła. Termojądrowe „spalanie” i wybuch tej materii doprowadziły do tego, że dzisiaj obserwujemy kształt klepsydry. 

Co ciekawe, klepsydra jest również bogata w cząsteczki organiczne, takie jak formaldehyd (H2CO) i formamid (NH2CHO), które pochodzą od kwasu mrówkowego. Cząsteczki te nie przetrwałyby w środowisku ulegającemu fuzji jądrowej i musiały zostać wytworzone w szczątkach z wybuchu. To dalej podtrzymuje wniosek, że brązowy karzeł spotkał się ze swoją śmiercią podczas kolizji z białym karłem.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
When Is a Nova Not a ‘Nova’? When a White Dwarf and a Brown Dwarf Collide

Źródło: NRAO

Na zdjęciu: Obraz z ALMA nowej CK Vulpeculae. Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. P. S. Eyres