Hubble greift das 40 Jahre alte Nova-Rätsel um einen seltsamen Stern erneut auf

Dieser Konzeptkünstler zeigt das Supernovasystem HM Sagittae (HM Sge), in dem ein weißer Zwergstern Material von seinem roten Riesenbegleiter absaugt. Dadurch bildet sich eine heiße, brennende Scheibe um den Zwerg, die unerwartet eine spontane thermonukleare Explosion erleiden kann, wenn der Wasserstofffall vom Roten Riesen an Intensität zunimmt und einen Wendepunkt erreicht. Dieses begleitende interstellare Feuerwerk ist für Astronomen faszinierend, da es Einblicke in die Physik und Dynamik der Sternentwicklung in Doppelsternsystemen bietet. Bildnachweis: NASA, ESA, Leah Hostak (STScI)

Das Hubble-Teleskop besucht erneut ein Sternensystem, das immer noch ungewöhnlich heiß ist

Wenn wir uns die wunderbare Spiralstruktur unseres Planeten ansehen könnten Milchstraße Die Galaxie liegt viel weiter oben und komprimiert Millionen von Jahren in Sekunden, und wir werden kurze Lichtausbrüche sehen, wie Kamerablitze, die bei einer Stadionveranstaltung explodieren. Dies sind Novae, in denen sich ein brennender Stern befindet, A weißer Zwerg, schluckt Gas von seinem aufgeblähten roten Riesenbegleiter, der ihn umkreist. Eines der seltsamsten Ereignisse dieser Art ereignete sich 1975, als eine Nova namens HM Sagittae 250-mal heller wurde. Es verblasste nie, wie es bei Novas üblich ist, sondern behielt seine Helligkeit über Jahrzehnte hinweg bei. Die neuesten Hubble-Beobachtungen zeigen, dass das System heißer geworden ist, aber paradoxerweise etwas nachgelassen hat.

Hubble-Weltraumteleskopbild des symbiotischen Sterns Mira HM Sge. Er liegt 3.400 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schütze und besteht aus einem Roten Riesen und einem begleitenden Weißen Zwerg. Die Sterne sind zu nah beieinander, als dass Hubble sie auflösen könnte. Materie strömt aus dem Roten Riesen und fällt auf den Zwerg, wodurch er extrem hell wird. Dieses System brach 1975 erstmals als Nova aus. Der rote Dunst ist ein Beweis für Sternwinde. Der Nebel hat einen Durchmesser von etwa einem Viertel Lichtjahr. Bildquelle: NASA, ESA, Ravi Sankrit (STScI), Steven Goldman (STScI), Joseph DePasquale (STScI)

Das Hubble-Weltraumteleskop findet Überraschungen über einen Stern, der vor 40 Jahren explodierte

Astronomen haben eines der seltsamsten Doppelsternsysteme unserer Galaxie erneut besucht – 40 Jahre nachdem es als helle, langlebige Nova auf die Bildfläche trat – und dabei neue Daten von … verwendet. NASADas Hubble-Weltraumteleskop und das ausgemusterte SOFIA (Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie) sowie Archivdaten von anderen Missionen. Eine Nova ist ein Stern, dessen Helligkeit plötzlich dramatisch zunimmt und der dann in seine vorherige Dunkelheit übergeht, normalerweise innerhalb weniger Monate oder Jahre.

Das ungewöhnliche Verhalten von HM Sge

Zwischen April und September 1975 wurde das Doppelsternsystem HM Sagittae (HM Sge) 250-mal heller. Noch überraschender war, dass es nicht so schnell verblasste, wie es bei Novas üblich ist, sondern seine Helligkeit über Jahrzehnte hinweg behielt. Jüngste Beobachtungen zeigen, dass das System heißer geworden ist, paradoxerweise jedoch leicht nachgelassen hat.

HM Sge ist eine besondere Art von symbiotischem Stern, bei dem ein Weißer Zwerg und ein praller, staubproduzierender Riesenbegleitstern sich in einer exzentrischen Umlaufbahn umeinander befinden und der Weiße Zwerg das aus dem Riesenstern austretende Gas verschluckt. Dieses Gas bildet eine heiße, brennende Scheibe um den Weißen Zwerg, die unerwartet eine spontane thermonukleare Explosion erleiden kann, wenn der vom Riesen auf die Oberfläche fallende Wasserstoff an Intensität zunimmt, bis er einen Kipppunkt erreicht. Dieses begleitende interstellare Feuerwerk verblüfft Astronomen, indem es Einblicke in die Physik und Dynamik der Sternentwicklung in binären Systemen gewährt.

„Als ich die neuen Daten zum ersten Mal sah, sagte ich: ‚Wow, das kann die Hubble-UV-Spektroskopie!‘ – ich meine, es ist erstaunlich, wirklich erstaunlich.

— Ravi Sankrit, Astronom

Bemerkenswerte Änderungen im Jahr 2021

„Im Jahr 1975 entwickelte sich HM Sge von einem unscheinbaren Stern zu etwas, das alle Astronomen auf diesem Gebiet im Auge hatten, und irgendwann ließ die Hektik der Aktivität nach“, sagte Ravi Sankrit vom Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore. Im Jahr 2021 nutzten Stephen Goldman von STScI, Sancrete und Mitarbeiter Instrumente auf Hubble und Sofia Sehen Sie, was sich bei HM Sge in den letzten 30 Jahren bei Lichtwellenlängen von Infrarot bis Ultraviolett (UV) verändert hat.

Die Ultraviolettdaten von Hubble aus dem Jahr 2021 zeigten eine starke Emissionslinie von hochionisiertem Magnesium, die in zuvor veröffentlichten Spektren aus dem Jahr 1990 nicht vorhanden war. Ihr Vorhandensein zeigt, dass die geschätzte Temperatur des Weißen Zwergs und der Akkretionsscheibe von weniger als 400.000 Grad angestiegen ist. F im Jahr 1989 auf heute über 450.000 Grad Fahrenheit. Die stark ionisierte Magnesiumlinie ist eine von vielen Linien im UV-Spektrum, deren gemeinsame Analyse die Energie des Systems und seine Veränderungen in den letzten drei Jahrzehnten offenbaren wird.

„Als ich die neuen Daten zum ersten Mal sah, sagte ich: ‚Wow, das kann die Hubble-UV-Spektroskopie!‘“, sagte Sankrit. – Ich meine, es ist erstaunlich, wirklich erstaunlich.

SOFIA fliegt bei einem Testflug mit geöffneter Teleskoptür über die schneebedeckten Berge der Sierra Nevada. Sophia ist eine modifizierte Boeing 747SP. SOFIA erreichte 2014 die volle Einsatzfähigkeit und schloss seinen letzten Wissenschaftsflug am 29. September 2022 ab. Bildnachweis: NASA/Jim Ross

Daten von SOFIA

Mithilfe von Daten des SOFIA-Flugteleskops der NASA, das 2022 außer Betrieb genommen wurde, konnte das Team den Fluss von Wasser, Gas und Staub im und um das System nachweisen. Infrarotspektroskopische Daten zeigen, dass der Riesenstern, der reichlich Staub produziert, innerhalb von nur zwei Jahren nach der Explosion zu seinem normalen Verhalten zurückkehrte, in den letzten Jahren jedoch auch schwächer geworden ist, ein weiteres Rätsel, das es zu klären gilt.

Mit SOFIA konnten Astronomen beobachten, wie sich das Wasser mit etwa 18 Meilen pro Sekunde bewegte, was ihrer Vermutung nach die Geschwindigkeit der sausenden Akkretionsscheibe um den Weißen Zwerg ist. Die Gasbrücke, die derzeit den Riesenstern mit dem Weißen Zwerg verbindet, dürfte sich über eine Länge von etwa 2 Milliarden Meilen erstrecken.

Das Team arbeitet auch mit AAVSO (American Association of Variable Star Observers) zusammen und arbeitet mit Amateurastronomen aus der ganzen Welt zusammen, die dabei helfen, Teleskopaugen auf HM Sge aufrechtzuerhalten; Ihre laufende Überwachung deckt Veränderungen auf, die seit dem Ausbruch vor 40 Jahren nicht mehr beobachtet wurden.

Hubble-Weltraumteleskopbild des symbiotischen Sterns Mira HM Sge mit Kompass und Maßstabsleiste. Er liegt 3.400 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schütze und besteht aus einem Roten Riesen und einem begleitenden Weißen Zwerg. Die Sterne sind zu nah beieinander, als dass Hubble sie auflösen könnte. Materie strömt aus dem Roten Riesen und fällt auf den Zwerg, wodurch er extrem hell wird. Dieses System brach 1975 erstmals als Nova aus. Der rote Dunst ist ein Beweis für Sternwinde. Der Nebel hat einen Durchmesser von etwa einem Viertel Lichtjahr. Bildnachweis: NASA, ESA, Ravi Sankrit (STScI), Steven Goldman (STScI)

Die Seltenheit und Bedeutung von HM Sge

„Symbiotische Sterne wie HM Sge sind in unserer Galaxie selten, und Zeuge einer novaähnlichen Explosion ist noch seltener. Dieses einzigartige Ereignis ist seit Jahrzehnten eine Fundgrube für Astrophysiker“, sagte Goldman.

Die vorläufigen Ergebnisse der Forschung des Teams wurden in einer Fachzeitschrift veröffentlicht Astrophysikalisches JournalSancret präsentiert auf der 244. Tagung der American Astronomical Society in Madison, Wisconsin, Forschungsergebnisse mit Schwerpunkt auf Ultraviolettspektroskopie.

Referenz: „Multi-Wave Study of the symbiotic myra HM Sge with SOFIA and HST“ von Steven R. Goldman, Ravi Sankrit, Edward Montiel, Sean Garner, Nathan Welthuis und Nicole Karnath, 11. Januar 2024, Astrophysikalisches Journal.
doi: 10.3847/1538-4357/ad12c9

Die Hubble-Weltraumteleskop Es ist seit mehr als drei Jahrzehnten in Betrieb und macht weiterhin bahnbrechende Entdeckungen, die unser grundlegendes Verständnis des Universums prägen. Hubble ist ein Projekt der internationalen Zusammenarbeit zwischen der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA).Europäische Weltraumorganisation). Das Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, verwaltet den Teleskop- und Missionsbetrieb. Lockheed Martin Space mit Sitz in Denver, Colorado, unterstützt auch den Missionsbetrieb in Goddard. Das Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland, das von der Association of Universities for Research in Astronomy betrieben wird, führt Hubble-Wissenschaftsoperationen für die NASA durch.