Tenk på det dramatiske binære systemet til RS Ophiuchi. Hvert 20. år eller så oppstår det akkumulerte materialet som en novaeksplosjon og lyser stjernen midlertidig. Men dette er bare en forløper for den uunngåelige kataklymen - når den hvite dvergen kollapser under denne stjålne massen, og deretter eksploderer som en supernova. Dr. Jennifer Sokoloski har studert RS Ophiuchi siden det blusset opp tidligere i år; hun diskuterer hva de har lært så langt, og hva som skal komme.
Hør på intervjuet: Inevitable Supernova (5,5 MB)
Eller abonner på Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Hva så du på RS Ophiuchi?
Dr. Jennifer Sokoloski: Vel, vi så på dette binære systemet som hadde en novaeksplosjon. Ser vi i røntgenbildene, vi noe som var relatert til det faktum at denne binæren faktisk er et ekstremt uvanlig system for en nova. I de fleste novaene har du en binær, så to stjerner, som er gravitasjonsbundet og kretser om hverandre, og en av disse er en hvit dverg. Materiale på overflaten av den hvite dvergen hoper seg opp og hoper seg opp til den blir så tett, og under så høyt trykk og under slike varmeforhold at det vil gjennomgå en termonukleær eksplosjon. På en normal novaproduserende binær, skyter den materiale ut i relativt ledig plass. I denne, det som skjedde, er at det kastet ut dette materialet i en veldig tett tåke. Fordi det var i et uvanlig miljø. Da materialet som ble kastet ut fra eksplosjonen krasjet gjennom denne tåken, ble det støt oppvarmet og ga meget sterke røntgenutslipp. Det var det vi så på. Det gjorde det mulig for oss å bestemme noen egenskaper ved disse tingene som ble kastet ut.
Fraser: Så la oss se om jeg forstår riktig, du har den hvite dvergstjernen, og den går rundt en annen rød kjempestjerne. Og det er rester igjen fra tingene disse stjernene har gitt fra før.
Dr. Sokoloski: Ja, akkurat den røde giganten har en sterk vind normalt, uten tilknytning til novaen. Det produserer en vind, og før novaen skjedde, kan du tenke på denne binæren som å være oppslukt i denne tette tåken, denne tette vinden fra den røde kjempen. Og så når novaen eksploderte, har alt dette materialet å krasje inn i, og det var det som fikk det til å lyse opp, og tillot oss å se noe du normalt ikke ser i en nova.
Fraser: Om hvor ofte ville dette skje? Det er å dra dette materialet av og hoper det opp og deretter eksploderer. Hvor ofte skulle det skje?
Dr. Sokoloski: Det er et godt spørsmål, fordi det igjen understreker hvorfor RS Oph er annerledes enn de fleste novaene. For de fleste novaer tar det omtrent 10.000 år for materialet å hoper seg opp nok til at det kan antennes. I RS Oph tar det bare 20 år. Det er en av de korteste tidene mellom novaeksplosjoner på samme stjerne. Årsaken til det er at den hvite dvergen er veldig massiv. Når du har en hvit dverg som er veldig massiv, er tyngdekraftsfeltet på overflaten veldig veldig sterkt. Så da materialet hoper seg, treffer vinden fra den røde giganten den hvite dvergen og begynner å hoper seg og hoper seg. Det er i et så sterkt gravitasjonsfelt at feltet gjør noe av knusing. Så den knuser den ned og lar den tenne med mye mindre materiale enn på en mer standard måte med en hvit dverg.
Fraser: La oss si at vi var i miljøet til dette systemet, hvordan ville det se ut?
Dr. Sokoloski: Du har en veldig stor rød gigant, og mye vind som blåser av denne røde giganten. Og vinden gløder faktisk. Det er i seg selv glødende stråling. Den hvite dvergen, som er i nærheten, er liten. Det er jordens størrelse, og den røde kjempen er mye større - si 40 ganger solens størrelse. Den hvite dvergen har sannsynligvis en skive rundt seg, fordi systemet har vinkelmoment når disse to objektene går i bane rundt hverandre. Materialet danner en skive rundt den hvite dvergen, og så har du den røde kjempen, den lille hvite dvergen med akkresjonsskiven. Før novaen skjer, er det slags lykkelig i den konfigurasjonen. Så når novaen oppstår, endrer ting seg dramatisk. Eksplosjonen kaster ut alt dette materialet fra overflaten til den hvite dvergen og utsletter disken. Disken tørkes bort. Det produserer en sjokkbølge som beveger seg utover veldig raskt. I løpet av en dag eller to er sjokkbølgen større enn det binære systemet, og beveger seg deretter utover og utover. Vi observerte dette, i utgangspunktet i løpet av de tre første ukene. Og på den tiden, på dag 2 helt gjennom de første tre ukene, ser vi på utslipp relatert til denne sjokkbølgen som beveger seg utover nå er mye større enn størrelsen på den binære.
Fraser: Og du sier at denne bevegelsen gjennom dette materialet forteller deg litt om hva som skjer. Hva slags informasjon har du kunnet hente fra dette?
Dr. Sokoloski: Det er to hoved ting. Hvis du ser på sjokkbølgens hastighet, forteller det deg noe om mengden materiale som virkelig skyver støtet. Spesielt når materialet begynner å avta. Hvis du for eksempel hadde materialet på den hvite dvergen - en massiv bunke med drivstoff - og som tennes og blir kastet ut, hvis det er veldig massivt, ville det beveget seg ut med konstant hastighet i ganske lang tid, slags ugjennomtrengelig for tåken. Den vil bevege seg utover til nebelen begynner å ha innvirkning for å bremse den. Vi så noe som var det motsatte av det. Sjokkbølgen begynte nesten å bremse. Så det som forteller oss er at mengden materiale som skyver sjokkbølgen er liten sammenlignet med mengden materiale som er i tåken. Så ved å se på dynamikken i dette sjokket, kan vi lære om mengden materiale som er på overflaten til den hvite dvergen, og som igjen forteller oss at den hvite dvergen er veldig massiv, fordi, som jeg fortalte deg før, for å få en novaeksplosjon med veldig liten masse, som forteller oss at den hvite dvergen må være veldig tung i seg selv.
Fraser: Og betyr en tung hvit dverg noe?
Dr. Sokoloski: Vel, dette er en av de mest interessante implikasjonene. Hvite dverger kan bare bli så massive. Hvis det kommer for nær et spesialnummer, som er omtrent 1,4 ganger solens masse, eksploderer det i en supernova. Det kan bare ikke holde opp mer vekt enn det. Og det vi fant er at denne hvite dvergen faktisk er akkurat på den grensen. Så ved å se på denne mindre eksplosjonen, denne novaen, det vi finner er at denne hvite dvergen er veldig veldig nær å eksplodere i en mye større begivenhet, en supernova. Faktisk er den typen supernova spesielt interessant for mange mennesker, fordi det er det folk bruker for å studere utvidelsen av universet.
Fraser: Rett, dette er en Type 1A supernova. Hvilke implikasjoner dette har i miljøet til denne stakkars duoen.
Dr. Sokoloski: Vel, hvis det skjer, er alle spill av. Jeg vet ikke hva som ville skje med den røde kjempen. Men fra vårt perspektiv, fra jordens perspektiv, hvis du ikke engang var på en utrygg avstand i nærheten av binæren. Herfra ville det være en veldig dramatisk ting. Du ville se opp på himmelen, og det ville være en av de lyseste tingene på himmelen. Det ville ikke være så lyst som månen, men det ville være lysere enn noen planet. Derfor bruker folk dem til kosmologi, fordi disse eksplosjonene er så lyse, at du kan se dem veldig langt borte i universet. Så en grunn til at det er interessant at vi ser det før stjernen har gått supernova, er fordi folk vanligvis ser på systemer som dette etter at de har gått supernova. Og så nå har vi muligheten til å prøve og studere det, og lære om denne typen systemer, før supernovaen oppstår, og forhåpentligvis vil det hjelpe oss å forstå noen av finessene til hvor lyse supernovaen er, og hvordan de brukes i kosmologi.
Fraser: Og hvor mye tid tror du du har hatt før du mister forskningsfaget?
Dr. Sokoloski: Det ville holde meg opptatt resten av karrieren, så jeg ville ikke tape noe. Men jeg vet ikke. Det er vanskelig å svare på spørsmålet ditt, fordi vi vet at det ligger på cusp - det er veldig nær å gå supernova - men jeg kan ikke si deg om det kommer til å være i morgen eller 1000, eller 100 000 år fra nå dessverre.
Fraser: Tror du det innen 100 000 år er sannsynlig?
Dr. Sokoloski: Så ja, i den forstand, i tidsskalaen til universet, i en kosmologisk tidsskala, vil det skje ganske snart. Bare fra et menneskelig perspektiv, at det er vanskelig å si; enten det er 10.000 eller 100.000 år snart.
Fraser: Vel, la oss si at det ikke eksploderer i løpet av de neste par årene og endrer arbeidet ditt, hva skal du lete etter neste gang?
Dr. Sokoloski: Det minner meg om det andre svaret på spørsmålet ditt der du spurte, hva lærer vi av dette. Den andre tingen, mens vi så denne eksplosjonen bevege seg utover, var at vi så at det er visse forventninger til hvordan lysstyrken ville endre seg hvis du hadde en perfekt sfærisk ytre bevegelse, med visse andre egenskaper som folk forbinder med - at teoretikere arbeider med disse slags objekter antar. Vi observerte at disse egenskapene ikke ble overholdt, at lysstyrken reduserte mye raskere. Og så det forteller oss at det er mulig dette ikke er et pent, sfærisk skall. Noen radioobservasjoner har vist oss at du faktisk kan ha en ringstruktur med jetfly. Vi vet at det er jetfly, vi har sett dem i radioen, og så nå jobber mange mennesker for å prøve å forstå i systemer som dette, i RS Oph selv og andre stjerners eksplosjoner, hva som produserer disse strukturene som ikke er enkle sfæriske utstrømninger, men jetfly som er et vanlig fenomen i stjerneksplosjoner og også i universet. Fra galakser ser folk jetfly, det ser ut til å være en veldig vanlig struktur. Så for RS Oph, prøver vi å forstå, er dette noe iboende for en novaeksplosjon, at eksplosjonen i seg selv er asymmetrisk, og ikke på samme styrke over hele overflaten til stjernen. Er overalt det samme eller er det sterkere eller svakere ved polene, for eksempel eller ved ekvator. Eller er det mulig at det er noe i miljøet? Fordi dette er en binær stjerne, er det et system med en foretrukket akse og rotasjonsplan som ejecta samhandler med. Materiale som kan være på en disk rundt det binære, og det er det som produserer strukturen vi ser. Så jeg antar at neste trinn for RS Oph er: hvorfor er det asymmetrisk, hvorfor får du jetfly?
