Звезда V Sagittae - следующий кандидат на взрыв в звездной пиротехнике, и группа астрономов установила год для этого катастрофического взрыва в 2083 году или около того. V Sagittae находится в созвездии Sagitta (латинское обозначение стрелки) - смутное и едва различимое созвездие на северном небе. V Стрелец находится на расстоянии около 1100 световых лет от Земли.
В 1902 году астрономы открыли V Sge как переменную звезду, а в 1963 году группа астрономов во главе с американцем Джорджем Хербигом определила его как двойную звезду. Это класс звезд, называемых катаклизмами (CV), где обычная звезда вращается вокруг белого карлика. Орбитальная звезда - это первичная звезда, а вторичная звезда - это звезда, передающая массу.
В катастрофической переменной две звезды достаточно близко друг к другу, так что гравитация белого карлика искажает вторичную звезду. Материал из вторичной звезды или звезды-донора втягивается в аккреционное кольцо вокруг белого карлика. Материал в аккреционном диске излучает сильную энергию ультрафиолета и рентгеновского излучения при попадании в белого карлика.
«Во всех других известных резюме белый карлик более массивный, чем орбитальная нормальная звезда, поэтому V Sge совершенно уникален».
Почетный профессор Брэдли Э. Шефер, физический и астрономический факультет ЛГУ; Ведущий автор
Согласно новому исследованию, звезды V Sge находятся в спирали смерти. В течение следующих нескольких десятилетий V Sge значительно улучшится. Затем, около 2083 года, наступит переломный момент. От донорной звезды до белого карлика будет происходить так много массопереноса, что донорная звезда будет закручиваться ближе, пока не сольется. Это неизбежное слияние приведет к катастрофической новой.
Заслуженный профессор Брэдли Э. Шефер, факультет физики и астрономии ЛГУ, возглавил новое исследование.
«Теперь у нас есть строгий прогноз на будущее V Sge», - сказал профессор Шефер в пресс-релизе. «В течение следующих нескольких десятилетий звезда быстро станет ярче. Приблизительно в 2083 году скорость его аккреционного роста будет катастрофически расти, и эта масса с невероятной скоростью разливается на белого карлика, а этот материал исчезает. В последние дни этой смертельной спирали вся масса звезды-компаньона упадет на белого карлика, создавая сверхмассивный ветер от сливающейся звезды, кажущийся таким же ярким, как Сириус, возможно даже таким же ярким, как Венера ».
Новое исследование было представлено на ежегодном собрании Американского астрономического общества.
Катаклизмы - это большая разнообразная категория звезд с множеством разных типов. V Sge является одним из самых экстремальных типов. В случае V Sge, донорская звезда почти в четыре раза массивнее своего спутника белого карлика, что делает его единственным известным CV, где донорная звезда более массивна, чем карлик.
V Sge примерно в 100 раз ярче любого другого известного резюме. Пара питает невероятно мощный звездный ветер, и это открывает захватывающий конец бинарной системе. Чрезвычайная яркость означает только одно: белый карлик снимает все больше материала со звезды-донора. Часть этого материала будет накапливаться на белом карлике, а часть ускоряется в космосе от белого карлика при сильном солнечном ветре, затуманивая систему. В конечном итоге звезда-донор потеряет столько материала, что ее орбита распадется, и они столкнутся.
«Во всех других известных резюме белый карлик более массивный, чем орбитальная нормальная звезда, поэтому V Sge совершенно уникален», - сказал Шефер.
Астрономы давно знали, что V Sge был необычным двоичным файлом со странными свойствами. Но только теперь они поняли, что пара была в затягивающей спирали смерти. Это потому, что есть архивные фотографии V Sge, относящиеся к 1890-м годам, которые показывают, что звезда со временем светлеет, поскольку белый карлик собирает все больше и больше материала от донора.
«Ранее астрономы изучали V Sge, осознавая, что это необычная система с экстремальными свойствами», - сказал Юхан Франк, член команды. «Однако никто не осознавал, что бинарная орбита вращалась очень быстро».
Согласно архиву изображений Американской ассоциации наблюдателей за переменными звездами, V Sge испытывает крайнее повышение яркости в 10 и 2,5 раза примерно с 1907 года.
«V Sge экспоненциально набирает яркость с удвоенной шкалой времени 89 лет», - сказал Франк. «Это осветление может привести только к тому, что скорость падения массы с нормальной звезды-компаньона возрастает экспоненциально, в конечном счете, потому что двойная орбита быстро вращается».
«В ожидании этого быстрого распада орбиты судьба V Sge предрешена», - заявил Шефер. «Критическая и простая физика получена из того, что V Sge имеет звезду-компаньон, намного более массивную, чем звезда белого карлика, что заставляет скорость переноса массы расти экспоненциально. Предвидя следующие несколько десятилетий, V Sge будет двигаться по спирали в быстром темпе с возрастающей яркостью ».
«Неизбежно, что эта спираль завершится кульминацией, когда большая часть газа в нормальной звезде упадет на белого карлика, все в течение последних недель и дней», - сказал Шефер. «Эта падающая масса будет выделять огромное количество потенциальной гравитационной энергии, приводя в движение звездный ветер, как никогда прежде, и поднимать яркость системы до уровня, близкого к яркости сверхновых».
Со всеми историческими данными команда смогла рассчитать, когда V Sge столкнется вместе.
«Благодаря этому критически новому вводу шкалы удвоения времени 89 лет становится возможным непосредственно рассчитать будущую эволюцию V Sge, используя все стандартные уравнения, описывающие многие задействованные физические механизмы», - сказал Шефер.
Расчеты показывают, что катастрофическое столкновение произойдет через 2083 +/- 16 лет.
«Неопределенность в этой дате составляет ± 16 лет, в основном из-за отсутствия точной оценки временной шкалы удвоения из-за большого внутреннего джиттера яркости в историческом отчете», - сказал Фрэнк. «Следовательно, слияние будет происходить примерно между 2067 и 2099 годами, скорее всего, ближе к середине этого диапазона».
Пиковая яркость будет длиться около месяца, и в этом отношении она будет находиться между Венерой и Сириусом. После слияния двух звезд донорская звезда исчезнет, и останется только одна красная гигантская звезда. Эта звезда будет иметь ядро из вырожденной электронной материи, состоящее из электронов, вынужденных вышележащим материалом переходить в состояние с самой низкой энергией. В этом случае покрывающим материалом будет слой горения водорода, окруженный обширным ореолом, состоящим в основном из водорода.
Когда произойдет слияние и оживление, оно станет историческим. Событие V Sge не будет таким ярким, как знаменитая сверхновая Кеплера 1604 года. Сверхновая звезда Кеплера была видна в дневном небе около трех недель, и в то время она была зафиксирована несколькими цивилизациями по всему миру. Но V Sge также будет виден невооруженным глазом.
«Таким образом, V Sge будет казаться поразительно ярким на ночном небе», - сказал Шефер. «Это значительно ярче, чем самая яркая из всех известных за всю историю (около -0,5), всего более столетия назад, и в последний раз любая« приглашенная звезда »ярче была сверхновой Кеплера в 1604 году».
«Теперь люди во всем мире могут знать, что они увидят удивительную приглашенную звезду, сияющую как самая яркая на небе в течение месяца или около того, на которую указывает Стрела чуть ниже Лебедя, Лебедя», - сказал Шефер.
Звезды, созданные этим типом слияния, используются в астрономии как стандартные свечи, позволяя астрономам измерять огромные расстояния. Некоторые новы также оставляют после себя остатки, хотя они не такие энергичные или массивные, как остатки сверхновых. Новые остатки могут длиться несколько веков.
Больше:
- Пресс-релиз: Бинарная звезда V Sagittae взорвется как очень яркая «Нова» к концу века
- Вспомогательная информация: https://www.lsu.edu/physics/v_sagittae.php
- Журнал «Космос»: эта звезда на протяжении миллионов лет стала новой
