Planetiske tåler er et fascinerende astronomiske fenomener, selv om navnet er litt misvisende. I stedet for å bli assosiert med planeter, dannes disse glødende skjell av gass og støv når stjerner kommer inn i de endelige fasene av deres levetid og kaster av de ytre lagene. I mange tilfeller er denne prosessen og den påfølgende strukturen av tåken resultatet av stjernen som interagerer med en nærliggende følgesstjerne.
Nylig, mens de undersøkte planetenevula M3-1, bemerket et internasjonalt team av astronomer noe ganske interessant. Etter å ha sett nebulaens sentrale stjerne, som faktisk er et binært system, la de merke til at paret hadde en utrolig kort baneperiode - dvs. stjernene går i bane rundt hverandre en gang hver tredje time og 5 minutt. Basert på denne oppførselen vil paret sannsynligvis slå seg sammen og utløse en novaeksplosjon.
Teamet, ledet av David Jones fra Instituto Astrofisica de Canarias og Universidad de La Laguna, rapporterte om sine funn i Månedlige merknader fra Royal Astronomical Society: Letters. Teamet inkluderte andre medlemmer av (IAC) så vel som European Southern Observatory (ESO), Nicolaus Copernicus Astronomical Center (CAMK), South African Astronomical Observatory (SAAO) og Observatorio Astronómico Nacional (OAN-IGN).
For studiens skyld stolte teamet på ESOs New Technology Telescope (ESO-NTT), som ligger ved La Silla-observatoriet i Chile, for å undersøke M3-1 over en periode på flere år. Denne planetens tåke ligger i stjernebildet Canis Major, omtrent 14 000 lysår fra Jorden. I prosessen oppdaget og studerte teamet de binære stjernene i sentrum av tåken.
Som Brent Miszalski - en forsker ved det sørafrikanske store teleskopet og medforfatter av studien - antydet i en fersk pressemelding fra Royal Astronomical Society, bekreftet denne oppdagelsen det mange astronomer allerede mistenkte. "Vi visste at M3-1 måtte være vert for en binærstjerne," sa han, "så vi satte igang med å anskaffe observasjonene som kreves for å bevise dette og for å relatere egenskapene til tåken med utviklingen av stjernen eller stjernene som dannet den."
I noen tid har M3-1 blitt ansett som en fast kandidat for en binær sentralstjerne basert på dens struktur (som har fremtredende jetfly og filamenter som er tegn på binære interaksjoner). Fordi stjernene er så nær hverandre, kan de imidlertid ikke løses separat fra bakken. Som et resultat har forskere konkludert med tilstedeværelsen av en andre stjerne fra variasjonen av deres samlede lysstyrke.
Den mest åpenbare årsaken til disse variasjonene ville være hvordan stjernene periodisk formørker hverandre, noe som vil gi et markant fall i lysstyrken. Som Henri Boffin - en ESO-forsker i Tyskland - forklarte:
”Da vi begynte observasjonene, var det umiddelbart klart at systemet var et binært. Vi så at den tilsynelatende enstjernen i midten av tåken raskt endret seg i lysstyrke, og vi visste at dette må skyldes tilstedeværelsen av en følgesvennstjerne. ”
Imidlertid var teamet overrasket over å finne at paret hadde en av de korteste omløpsperiodene (3 timer og 5 minutter) av binære stjerner oppdaget i en tåke til dags dato. De konkluderte videre med at stjernene er så nærme at de praktisk talt berører. Som et resultat vil de to sannsynligvis gjennomgå et novautbrudd i fremtiden, der materiale blir overført fra en stjerne til en annen, og skaper en kritisk masse som utløser en voldsom termonukleær eksplosjon.
Som Paulina Sowicka, en doktorgradsstudent ved Nicolas Copernicus astronomiske senter i Polen, antydet:
"Etter de forskjellige observasjonskampanjene i Chile, hadde vi nok data til å begynne å forstå egenskapene til de to stjernene - deres masser, temperaturer og radier. Det var en virkelig overraskelse at de to stjernene var så tett sammen og så store at de nesten rørte ved hverandre. En novaeksplosjon kan finne sted om bare noen tusen år fra nå. "
Når de to stjernene fusjonerer og utløser en novaeksplosjon, vil systemet øke i lysstyrke med opptil en million ganger, noe som vil lysne den omkringliggende tåken betydelig og skape et utrolig lysshow. Dessuten er deteksjonen av dette binære paret ikke i samsvar med konvensjonelle tanker om hvordan binære stjerner utvikler seg i en planetarisk tåke.
Tidligere hadde astronomer arbeidet under antagelsen om at binære stjerner er godt atskilt etter dannelsen av en planetnebula. I utgangspunktet trodde man at det ikke ville være før nebulaens gasser ekspanderte og spredte seg (til det punktet at det ikke lenger var synlige) at et binært par kunne begynne å samhandle igjen, noe som førte til en fusjon og en novaeksplosjon.
Men med denne siste observasjonen kan den teorien komme til å bli utfordret. Denne studien er også styrket av en lignende novaeksplosjon (kjent som Nova Vul 2007) som ble observert inne i en planetnebula i 2007. Som Jone forklarte:
"Hendelsen i 2007 var spesielt vanskelig å forklare. Da de to stjernene er nærme nok for en nova, burde materialet i planetnebulaen ha utvidet seg og spredt seg så mye at det ikke lenger er synlig. I de sentrale stjernene i M3-1 har vi funnet en annen kandidat for et lignende novautbrudd i relativt nær fremtid. ”
Når vi ser fremover, håper teamet å gjennomføre ytterligere studier av M3-1 og andre nebler som det. Disse observasjonene kan gi astronomer større innsikt i de fysiske prosessene og opprinnelsen til noen av de kraftigste fenomenene i universet. Disse inkluderer kataklysmiske variabler (hvor en stjerne sifoner materiale fra en annen) novaer, og kanskje til og med supernovaer.
