Tilbakevendende novae, lette ekkoer og mysteriet om t pyxidis

Noen av de mest voldelige hendelsene i universet vårt ble gjenstand for diskusjon i morges på 222^nd møte i American Astronomical Society i Indianapolis, Indiana, da forskere avslørte nyere observasjoner av lysekko som ble sett på som et resultat av fantastisk eksplosjon.

Et lett ekko oppstår når vi ser støv og kastet materiale opplyst av en strålende nova. Et lignende fenomen resulterer i det som blir betegnet som en refleksjonståre. En stjerne sies å gå nova når en hvit dvergstjerne sifoner av materiale fra en ledsagerstjerne. Dette akkumulerte hydrogenet bygger seg opp under forrykende trykk, noe som utløste et kort utbrudd av kjernefusjon.

Et veldig spesielt og sjeldent tilfelle er en klasse av kataklysmiske variabler kjent som tilbakevendende novaer. Mindre enn dusin av disse stjernetypene er kjent i vår galakse, og det mest berømte og bisarre tilfellet er T Pyxidis.

Ligger i den sørlige stjernebildet Pyxis, henger vanligvis T Pyxidis rundt +15^th størrelse, et svakt mål, selv i et stort teleskop i bakgården. Det har imidlertid vært utsatt for store utbrudd som nærmer seg nakne øyne lysstyrke omtrent hvert 20. år til +6,4. Det er en endring i lysstyrken nesten 4000 ganger.

Men mysteriet har bare utdypet seg rundt denne stjernen. Åtte utbrudd ble overvåket av astronomer fra 1890 til 1966, og da ... ingenting. I flere tiår var T Pyxidis stille. Spekulasjoner skiftet fra når T Pyxidis ville komme til Hvorfor denne stjernen var plutselig gjennomgått en lang fase av stillhet.

Kan modeller for tilbakevendende novaer ha behov for en gjennomgang?

T Pyxidis svarte endelig astronomenes spørsmål i 2011 og gjennomgikk sitt første utbrudd på 45 år. Og denne gangen hadde de Hubble-romteleskopet for å være vitne til hendelsen.

Faktisk hadde Hubble nettopp blitt pusset opp under det endelige besøket på romfergen Atlantis til det kretsende observatorium i 2009 på STS-125 med installasjonen av sitt Wide Field Camera 3, som ble brukt til å overvåke utbruddet av T Pyxidis.

Hubble-observasjonen av lysekkoet ga noen overraskelser også for astronomene.

"Vi forventet helt at dette skulle være et sfærisk skall," sa Columbia University's Arlin Crotts, og refererte til ejecta i nærheten av stjernen. "Denne observasjonen viser at det er en disk, og den er befolket med hurtig bevegende ejecta fra tidligere utbrudd."

Denne oppdagelsen reiser faktisk noen spennende muligheter, som å gi forskere muligheten til å kartlegge anatomi fra tidligere utbrudd fra stjernen når lysekkoet utvikler seg og lyser opp 3D-interiøret på disken som en kinesisk lykta. Disken er skrått omtrent 30 grader mot vår siktlinje, og forskere antyder at ledsagerstjernen kan spille en rolle i formingen av strukturen fra en sfære til en disk. Disken med materiale rundt T Pyxidis er enorm, omtrent 1 lysår på tvers. Dette resulterer i en tilsynelatende ringdiameter på 6 bue sekunder (omtrent 1/8 av den tilsynelatende størrelsen på Jupiter ved opposisjon) sett fra vårt jordiske utsiktspunkt.

Paradoksalt nok kan det hende at lysekko ser ut til å bevege seg i superluminal hastighet. Denne illusjonen er et resultat av geometrien til banen som lyset tar for å nå observatøren, krysser lignende avstander, men ankommer til forskjellige tider.

Og når vi snakker om avstand, har måling av lysekko gitt astronomer en annen overraskelse. T Pyxidis ligger omtrent 15 500 lysår fjernt, på den høyere 10% slutten av forrige 6500-16000 lysår estimert rekkevidde. Dette betyr at T Pyxidis er en iboende lys gjenstand, og utbruddene er enda mer energiske enn tenkt.

Det er studert lysekkoer rundt andre novaer, men dette har vært første gang at forskere har kunnet kartlegge dem omfattende i tre dimensjoner.

"Vi har alle sett hvordan lys fra fyrverkerisjeller under den store finalen vil lyse opp røyk og sot fra skjellene tidligere i showet," sa teammedlem Stephen Lawrence ved Hofstra University. "På en analog måte bruker vi lys fra T Pyx 'siste utbrudd og dens utbredelse på lysets hastighet for å dissekere fyrverkeri fra tiår tidligere."

Forskere fortalte også Space Magazine om rollen som amatørastronomer har spilt for å overvåke disse utbruddene. Bare så mye "omfangstid" eksisterer, og veldig lite av dem kan utelukkende tildeles studiet av lyseko. Amatører og medlemmer av American Association of Variable Star Observers (AAVSO) er ofte de første som varsler proffene om at et utbrudd er i gang. Et kjent eksempel på dette skjedde i 2010, da Florida-baserte observatør i bakgården Barbara Harris var den første til å oppdage et utbrudd fra tilbakevendende nova U Scorpii.

Og selv om T Pyxidis nå kan være sovende de neste tiårene, er det flere andre tilbakevendende novaer som er verdt å fortsette å undersøke:

Det er klart, tilbakevendende novaer har en historie som forteller oss om rollen de spiller i kosmos. Gratulerer til Lawrence og team med oppdagelsen ... hold øye med fremtidig fyrverkeri fra denne sjeldne stjerneklassen!

Les den originale pressemeldingen fra NASA og mer om T Pyxidis her.