Рассмотрим драматическую двоичную систему RS Ophiuchi. Каждые 20 лет или около того накопленный материал извергается как взрыв новой звезды, временно осветляя звезду. Но это всего лишь предвестник неизбежного катаклизма - когда белый карлик рушится под этой украденной массой, а затем взрывается как сверхновая. Доктор Дженнифер Соколоски изучает RS Ophiuchi, так как он вспыхнул ранее в этом году; она обсуждает, что они узнали до сих пор, и что будет дальше.
Послушайте интервью: неизбежная сверхновая (5,5 МБ)
Или подписаться на подкаст: universetoday.com/audio.xml
Фрейзер Каин: Что вы видели в RS Ophiuchi?
Д-р Дженнифер Соколоски: Ну, мы смотрели на эту бинарную систему, в которой произошел новый взрыв. Посмотрев в рентгеновские лучи, мы кое-что связали с тем, что этот двоичный файл на самом деле является чрезвычайно необычной системой для новинки. В большинстве новых звезд у вас есть двойная звезда, то есть две звезды, гравитационно связанные и вращающиеся вокруг друг друга, и одна из них - белый карлик. Материал на поверхности белого карлика накапливается и накапливается до тех пор, пока он не станет настолько плотным, и при таком высоком давлении и при таких условиях нагрева, что он подвергнется термоядерному взрыву. На обычном бинарнике, производящем новы, он выбрасывает материал в относительно свободное пространство. В этом случае произошло то, что он выбросил этот материал в очень плотную туманность. Потому что это было в необычной среде. Когда материал, выброшенный в результате взрыва, разбился сквозь эту туманность, он нагрелся до шока и произвел очень сильное рентгеновское излучение. Вот на что мы смотрели. Это позволило нам определить некоторые свойства этого материала, который был выброшен.
Фрейзер: Итак, давайте посмотрим, правильно ли я понимаю, у вас есть белая карликовая звезда, и она обходит другую красную гигантскую звезду. И от мусора, который эти звезды испускали в прошлом, остались обломки.
Д-р Соколоски: Да, точно, у красного гиганта обычно сильный ветер, не связанный с новой. Он производит ветер, и поэтому до появления новой звезды вы можете думать об этом двойном как о том, что оно поглощено этой плотной туманностью, этим плотным ветром красного гиганта. И поэтому, когда взорвалась новая, у этого материала есть весь этот материал, чтобы разбиться, и это то, что заставило его загореться, и позволило нам увидеть то, что вы обычно не видите в новой.
Фрейзер: Как часто это случается? Он тянет этот материал и складывает его, а затем взрывается. Как часто это происходит?
Д-р Соколоски: Это хороший вопрос, потому что он подчеркивает, почему RS Oph отличается от большинства новых. Для большинства новых требуется около 10000 лет, чтобы материал накапливался достаточно для его воспламенения. В RS Oph это занимает всего 20 лет. Это один из самых коротких периодов времени между взрывами новой звезды на одной звезде. Причина в том, что белый карлик очень массивный. Когда у вас очень большой белый карлик, гравитационное поле на поверхности очень сильно. Итак, когда материал накапливается, ветер красного гиганта поражает белого карлика и начинает накапливаться. Именно в таком сильном гравитационном поле, что поле делает некоторые из дробления. Таким образом, он подавляет его и позволяет воспламениться с гораздо меньшим количеством материала, чем стандартным способом с белым карликом.
Фрейзер: Теперь давайте скажем, что мы были в среде этой системы, как бы это выглядело?
Доктор Соколоски: У вас очень большой красный гигант, и много красного ветра дует с этого красного гиганта. И ветер на самом деле светится. На самом деле это светящаяся радиация. Белый карлик, который рядом, крошечный. Это размер Земли, и красный гигант намного больше - скажем, в 40 раз больше Солнца. У белого карлика, вероятно, есть диск вокруг, потому что у системы есть момент импульса, поскольку эти два объекта вращаются вокруг друг друга. Материал образует диск вокруг белого карлика, и поэтому у вас есть красный гигант, маленький белый карлик с аккреционным диском. До появления новой звезды она в некотором роде счастлива в такой конфигурации. Затем, как только появляется новая, все резко меняется. Взрыв выталкивает весь этот материал с поверхности белого карлика и уничтожает диск. Диск вытер. Он производит ударную волну, которая очень быстро движется наружу. В течение дня или двух ударная волна больше, чем двойная система, а затем движется наружу и наружу. Мы наблюдали это, в основном в течение первых трех недель. И поэтому к тому времени, ко второму дню на протяжении первых трех недель, мы смотрим на выбросы, связанные с этой ударной волной, которая выходит наружу, теперь намного больше, чем размер двоичного файла.
Фрейзер: И вы говорите, что это движение через этот материал расскажет вам немного о том, что происходит. Какую информацию вы смогли извлечь из этого?
Доктор Соколоски: Есть две основные вещи. Если вы посмотрите на скорость ударной волны, это говорит вам о количестве материала, которое действительно толкает шок. В частности, когда материал начинает замедляться. Например, если у вас есть материал на белом карлике - огромная куча топлива - и он зажигается и выбрасывается, если он очень массивный, он будет двигаться с постоянной скоростью в течение довольно длительного времени, своего рода непроницаемым для туманность. Он будет двигаться наружу, пока туманность не начнет оказывать влияние на его замедление. Мы увидели нечто противоположное этому. Ударная волна почти сразу начала замедляться. Итак, это говорит нам о том, что количество материала, толкающего ударную волну, мало по сравнению с количеством материала, находящегося в туманности. Итак, глядя на динамику этого шока, мы можем узнать о количестве материала, который находится на поверхности белого карлика, и это, в свою очередь, говорит нам, что белый карлик очень массивный, потому что, как я говорил вам ранее, чтобы получить новый взрыв с очень малой массой, это говорит нам о том, что белый карлик сам должен быть очень тяжелым.
Фрейзер: А тяжелый белый карлик что-нибудь значит?
Д-р Соколоски: Ну, это одно из самых интересных последствий. Белые карлики могут стать такими массивными. Если он окажется слишком близко к специальному числу, которое примерно в 1,4 раза больше массы Солнца, он взорвется в сверхновой. Это просто не может выдержать больше веса, чем это. Итак, мы обнаружили, что этот белый карлик фактически находится на этом пределе. Итак, глядя на этот меньший взрыв, на эту новую звезду, мы обнаруживаем, что этот белый карлик очень близок к взрыву в гораздо более крупном событии - сверхновой. На самом деле, этот вид сверхновой особенно интересен для многих людей, потому что именно это люди используют для изучения расширения Вселенной.
Фрейзер: Точно, это сверхновая типа 1А. Каковы последствия этого быть в окружении этого бедного дуэта.
Доктор Соколоски: Ну, если это произойдет, все ставки сняты. Я не знаю, что будет на самом деле с красным гигантом. Но с нашей точки зрения, с точки зрения Земли, если вы не находились даже на небезопасном расстоянии рядом с двойным. Отсюда было бы очень драматично. Вы бы смотрели в небо, и это было бы одной из самых ярких вещей на небе. Он был бы не таким ярким, как Луна, но ярче любой планеты. Вот почему люди используют их для космологии, потому что эти взрывы такие яркие, что вы можете увидеть их очень очень далеко во Вселенной. Поэтому одна из причин, почему интересно, что мы видим это до того, как звезда стала сверхновой, заключается в том, что люди обычно смотрят на такие системы после того, как они уходят в сверхновую. И теперь у нас есть возможность попробовать и изучить его, а также узнать об этих типах систем до появления сверхновой, и, надеюсь, это поможет нам понять некоторые тонкости того, насколько яркой является сверхновая, и как они используются. в космологии.
Фрейзер: А сколько времени у тебя осталось до того, как ты потерял предмет исследования?
Д-р Соколоски: Ну, это заняло бы меня до конца моей карьеры, так что я бы ничего не потерял. Но я не знаю. Трудно ответить на ваш вопрос, потому что мы знаем, что он находится на пороге - он очень близок к появлению сверхновой звезды - но я не могу сказать вам, будет ли это завтра, или через 1000, или через 100 000 лет, к сожалению.
Фрейзер: Как вы думаете, в диапазоне 100 000 лет это вероятно?
Д-р Соколосский: Так что да, в этом смысле, во временных масштабах Вселенной, в космологических временных масштабах, это произойдет очень скоро. Просто с человеческой точки зрения это трудно сказать; будь то 10000 или 100000 лет скоро.
Фрейзер: Хорошо, давайте скажем, что он не взорвется в течение следующих нескольких лет и не изменит вашу работу, что вы будете искать дальше?
Д-р Соколоски: Это напоминает мне другой ответ на ваш вопрос, где вы задали вопрос: что мы из этого узнаем. Еще одна вещь, в то время как мы наблюдали за этим взрывным движением наружу, было то, что мы видели, что есть определенные ожидания относительно того, как изменится яркость, если бы у вас было совершенно сферическое движение наружу, с некоторыми другими свойствами, с которыми люди ассоциируют - что теоретики работают над этими виды объектов предполагают. Мы заметили, что этим свойствам не подчинялись, что яркость уменьшалась намного быстрее. И это говорит нам о том, что, возможно, это не очень хорошая сферическая оболочка. Некоторые радионаблюдения показали, что у вас действительно может быть кольцевая структура со струями. Мы знаем, что есть джеты, мы видели их по радио, и теперь многие люди пытаются разобраться в таких системах, как эта, в самой RS Oph и других звездных взрывах, что производит эти структуры, которые не являются простые сферические истечения, но струи, которые являются обычным явлением при звездных взрывах, а также во Вселенной. Из галактик люди видят струи, это, кажется, очень распространенная структура. Итак, для RS Oph, мы пытаемся понять, является ли это чем-то присущим взрыву новой звезды, что сам взрыв является асимметричным и не имеет одинаковой силы по всей поверхности звезды. Везде ли оно одинаково или оно сильнее или слабее, например, на полюсах или на экваторе. Или возможно, что в окружающей среде что-то есть? Поскольку это двойная звезда, это система с предпочтительной осью и плоскостью вращения, с которой взаимодействует выброс. Материал, который может быть на диске вокруг двоичного файла, и это то, что создает структуру, которую мы видим. Итак, я думаю, что следующий шаг для RS Oph: почему он асимметричный, почему вы получаете самолеты?