Wiederkehrende Novae, Lichtechos und das Mysterium von T. Pyxidis

Einige der gewalttätigsten Ereignisse in unserem Universum waren das Thema von Diskussion heute morgen im 222^ndTreffen von der American Astronomical Society in Indianapolis, Indiana, als Forscher jüngste Beobachtungen von Lichtechos als Ergebnis von Sternexplosionen enthüllten.

Ein Lichtecho tritt auf, wenn wir Staub und ausgestoßenes Material sehen, das von einer brillanten Nova beleuchtet wird. Ein ähnliches Phänomen führt zu dem, was als a . bezeichnet wird Reflexionsnebel . Ein Stern wird als Nova bezeichnet, wenn ein weißer Zwergstern Material von einem Begleitstern absaugt. Dieser angesammelte Wasserstoff baut sich unter enormem Druck auf und löst einen kurzen Ausbruch der Kernfusion aus.

Ein ganz besonderer und seltener Fall ist eine Klasse von katastrophalen Variablen, bekannt als wiederkehrender Roman . Weniger als Dutzend dieser Art von Sternen sind in unserer Galaxie bekannt, und der berühmteste und bizarrste Fall ist der von T. Pyxidis.

Im südlichen Sternbild Pyxis gelegen, schwebt T Pyxidis im Allgemeinen um +15^NSMagnitude, selbst in einem großen Hinterhofteleskop ein schwaches Ziel. Es war jedoch anfällig für große Ausbrüche, die sich ungefähr alle 20 Jahre der Helligkeit mit bloßem Auge näherten und eine Stärke von +6,4 erreichten. Das ist eine fast 4.000-fache Helligkeitsänderung.

Aber das Geheimnis um diesen Stern hat sich nur vertieft. Acht Ausbrüche wurden von 1890 bis 1966 von Astronomen überwacht und dann… nichts. Jahrzehntelang schwieg T Pyxidis. Spekulationen verschoben vonWennT Pyxidis würde auftauchenwarumdieser Stern durchlief plötzlich eine längere Phase der Stille.

Könnten Modelle für wiederkehrende Novae überholt werden?

T Pyxidis beantwortete schließlich 2011 die Fragen der Astronomen und erlebte seinen ersten Ausbruch seit 45 Jahren. Und dieses Mal hatten sie das Hubble-Weltraumteleskop zur Hand, um das Ereignis mitzuerleben.

Lichtkurve der Eruption von T Pyxidis im Jahr 2011. (Bild: AAVSO).

Tatsächlich war Hubble gerade beim letzten Besuch des Space Shuttles renoviert wordenAtlantiszum orbitierenden Observatorium im Jahr 2009 auf STS-125 mit der Installation seines Weitfeldkamera 3 , die verwendet wurde, um den Ausbruch von zu überwachen T pyxidis .

Die Hubble-Beobachtung des Lichtechos bot auch für Astronomen einige Überraschungen.

„Wir haben voll und ganz erwartet, dass es sich um eine kugelförmige Schale handelt“, sagte Arlin Crotts von der Columbia University und bezog sich dabei auf die Ejekta in der Nähe des Sterns. „Diese Beobachtung zeigt, dass es sich um eine Scheibe handelt, die mit sich schnell bewegenden Auswürfen früherer Ausbrüche bevölkert ist.“

Tatsächlich eröffnet diese Entdeckung einige aufregende Möglichkeiten, wie zum Beispiel die Möglichkeit, die Anatomie früherer Ausbrüche des Sterns zu kartieren, während sich das Lichtecho entwickelt und das dreidimensionale Innere der Scheibe wie eine chinesische Laterne beleuchtet. Die Scheibe ist um etwa 30 Grad zu unserer Sichtlinie geneigt, und Forscher vermuten, dass der Begleitstern eine Rolle bei der Formung seiner Struktur von einer Kugel zu einer Scheibe spielen könnte. Die Materialscheibe, die T Pyxidis umgibt, istriesig, etwa 1 Lichtjahr im Durchmesser. Dies führt zu einem scheinbaren Ringdurchmesser von 6 Bogensekunden (ungefähr 1/8 der scheinbaren Größe des Jupiters in der Opposition) von unserem irdischen Standpunkt aus gesehen.

Paradoxerweise, Lichtechos scheinen sich mit Überlichtgeschwindigkeit zu bewegen. Diese Illusion ist das Ergebnis der Geometrie des Weges, den das Licht nimmt, um den Betrachter zu erreichen, indem es ähnliche Entfernungen zurücklegt, aber zu unterschiedlichen Zeiten ankommt.

Apropos Entfernung: Die Messung der Lichtechos hat den Astronomen eine weitere Überraschung bereitet. T Pyxidis liegt etwa 15.500 Lichtjahre entfernt, am oberen 10 %-Ende der vorherigen geschätzten Reichweite von 6.500 bis 16.000 Lichtjahren. Dies bedeutet, dass T Pyxidis ein von Natur aus helles Objekt ist und seine Ausbrüche noch energischer sind als gedacht.

Lichtechos in der Umgebung anderer Novae wurden untersucht, aber dies war das erste Mal, dass Wissenschaftler sie umfassend in 3 Dimensionen kartieren konnten.

Eine künstlerische Konzeption der Materialscheibe, die T Pyxidis umgibt. (Quelle: ESA/NASA & A. Feild STScl/AURA).

„Wir haben alle gesehen, wie das Licht von Feuerwerkskörpern während des großen Finales den Rauch und den Ruß der Granaten früher in der Show zum Leuchten bringt“, sagte Teammitglied Stephen Lawrence von der Hofstra University. „In analoger Weise nutzen wir das Licht des neuesten Ausbruchs von T Pyx und seine Ausbreitung mit Lichtgeschwindigkeit, um seine Feuerwerkskörper aus vergangenen Jahrzehnten zu sezieren.“

Forscher berichteten Universe Today auch von der Rolle, die Amateurastronomen bei der Überwachung dieser Ausbrüche gespielt haben. Es existiert nur so viel „Scope-Zeit“, von der nur sehr wenig ausschließlich der Untersuchung von Lichtechos zuzuordnen ist. Amateure und Mitglieder der American Association of Variable Star Observers ( AAVSO ) sind oft die ersten, die die Profis auf einen Ausbruch aufmerksam machen. Ein berühmtes Beispiel dafür war 2010, als die in Florida ansässige Hinterhofbeobachterin Barbara Harris als erste einen Ausbruch von wiederkehrenden Novae U Scorpii entdeckte.

Und obwohl T Pyxidis jetzt für die nächsten Jahrzehnte inaktiv sein könnte, gibt es mehrere andere wiederkehrende Novae, die es wert sind, weiter untersucht zu werden:

Es ist klar, dass wiederkehrende Novae uns eine Geschichte über ihre Rolle im Kosmos erzählen. Herzlichen Glückwunsch an Lawrence und sein Team zu der Entdeckung… haltet Ausschau nach zukünftigen Feuerwerken dieser seltenen Sternklasse!

Lesen Sie das Original der NASA Pressemitteilung und mehr auf T pyxidis Hier.