U Skorpió

Az U Scorpi a galaxisunkban  előforduló 10 ismert ismétlődő nova egyike [5] . A Skorpió csillagkép északi részén található , 14 kpc távolságra a Földtől [1] . A rendszer spektroszkópiailag bináris : egy K2 alóriásból és egy fehér törpéből áll [1] .

Az U Scorpii rendszer korai megfigyelési története

Az U Scorpio fellobbanását először 1863-ban az angol csillagász , majd az indiai Madras Obszervatórium igazgatója , N. R. Pogson figyelte meg . Pogson nyomon követte a novát annak nagyon rövid látási periódusa alatt, és május 20-án 9 m,1-re becsülte a fellángolás amplitúdóját . A hét folyamán a fáklya fényereje 12 m ,8-al csökkent, június 10-én pedig eltűnt a látótávolságról. Aztán több mint 80 évig nem volt látható, mígnem Helen Thomas felfedezte, miközben Harvard archív fotólemezeit vizsgálta . Kiderült, hogy az U Scorpio 1906. május 12-én és 1936. június 21-én lobbant fel. Thomas azt is megjegyezte, hogy a csillag fényességének emelkedése és csökkenése egyaránt nagyon rövid volt; az 1936-os kitörés során a csillag kevesebb, mint kilenc óra alatt több mint egy magnitúdót veszített , majd egy hónap alatt hat és fél magnitúdóval csökkent. Az U Scorpii újrafelfedezése és a fénygörbe mérése azt mutatta, hogy a csillag tartja a rekordot, mint a leggyorsabb ismert ismétlődő nova [6] .

Az U Scorpii az ismétlődő nóvák legtöbbször feljegyzett kitörésének rekordja is: 1863-ban, 1906-ban, 1917-ben, 1936-ban, 1945-ben, 1969-ben, 1979-ben, 1987-ben és 1999-ben robbant fel. A járványok közötti időintervallum általában meglehetősen szabályos - körülbelül 10 év vagy ennek többszöröse: feltételezhető, hogy akkoriban nem regisztráltak járványokat. De a nagyszámú kitörés ellenére az U Scorpii továbbra is az egyik legkevésbé tanulmányozott ismétlődő nova. A fényerő rendkívül gyors emelkedése és az ugyanilyen gyors csökkenés azt jelenti, hogy a megfigyelőknek kevés ideje marad a rendszer tulajdonságainak tanulmányozására a kitörés során. Webbink megjegyezte [7] , hogy az 1979-es kitörés előtt a csillagászok nem rendelkeztek jó mérésekkel az U Scorpii spektroszkópiai tulajdonságairól, és jelenleg sok kérdés merül fel e rendszer tulajdonságaival kapcsolatban [6] .

A 10 ismert ismétlődő új közül a Skorpió U-ja az Iránytű T- jével együtt külön osztályban emelkedik ki. Viszonylag rövid keringési periódusuk van: a T Pyxnek van a legrövidebb periódusa az összes ismétlődő nova közül, 1,8 óra; az U Sco keringési ideje pedig valamivel több, mint 1,2 nap, míg a napfogyatkozások hatására a fényesség 18 m ,5 és 20 m között változik [8] .

Más ismétlődő nóvák, mint például az RS Ophiuchus és a T Northern Corona keringési periódusa több száz napos – sokkal hosszabb, mint a legtöbb kataklizmikus változóé , és jobban hasonlítanak a szimbiotikus csillagokhoz , mint például a Z Andromeda (amely a változócsillagok egész osztályának ősképe ). keringési periódusa körülbelül 725 nap) [6] .

A fényesség növekedése a csillag nyugalmi állapotából (V ~ 18 m ,5) a csúcsig (V = 7 m ,5) körülbelül négy órát vesz igénybe, és a csúcsról három magnitúdós csökkenés 2,6 nap alatt következik be. A rendszernek nagyon nagy kilökési sebessége van (valószínűleg több mint 7500 km/s, nem sokkal kisebb, mint egy szupernóva-robbanásnál ) [6] .

1999-es járvány

Az U Scorpii 1999-es kitörését P. Schmeer [9] észlelte február 25-én, amikor a csillag elérte a 9 m,5 magnitúdót . Néhány óra elteltével a fényerő 7 m ,6-on tetőzött, majd folyamatosan csökkenni kezdett [1] .

Az 1999-es kitörés során történtek az első kísérletek a fehér törpe tömegének becslésére. A D+19-20 időszakban a lágyröntgen - tartományban aktivitást regisztráltak az U Sco rendszerben . Lágy röntgensugárforrás felfedezése kettős csillagrendszerben azt jelzi, hogy a fehér törpének nagyon nagy tömegűnek kell lennie (>1,2 ) [1] .

Nyugalomban az U Sco spektrumát a HeII vonalak uralják [10] , a hidrogénvonalak vagy hiányoznak, vagy nagyon gyengék. A fáklya során a spektrum héliummal is gazdagodik. Ennek a rendszernek az evolúciós forgatókönyve azt feltételezi, hogy az anyag évente 10-6 -szor akkumulálódik a fehér törpén, a fehér törpe pedig hidrogént éget el, és héliumot képez a felszíni rétegben, amely a fehérből kiáramló csillagszél miatt részben elvékonyodik. törpe [1] .

A fellángolás során kapott spektrumok (D+11,41 és D+12,35) az ionizációs szint növekedését és a He II vonalak erősödését mutatják. A többi elem vonalai gyengültek, valamint szélességük csökkent. A H vonal azt mutatta, hogy a héj D+11,41-nél 6875 km/s, D+12:35-nél pedig 6524 km/s sebességgel tágul. Az U Sco rendszer héját létrehozó kilökött anyag tömegének becslése hasonló volt az 1979-es és 1987-es kitörések becsléséhez, és 10–7 [1] volt .

2010-es járvány

2005-ben Brad Schaefer azt javasolta [11] , hogy mivel az U Scorpii fellángolások időzítése meglehetősen szabályos (körülbelül tíz év), az U Sco-nak 2009 körül (2009,3 ± 1 év) újra fel kell lobbannia. 2010. január 28-án, keleti parti idő szerint reggel 6 óra körül Barbara Harris floridai amatőrcsillagász egy új csillag megjelenéséről számolt be a nyolcadik magnitúdó közelében a Skorpió csillagképben. Körülbelül fél órával később Harris üzenetét honfitársa, Sean Dvorak megerősítette. Aztán felkelt a nap az USA felett, és a csillagok megfigyelése lehetetlenné vált. Az Amerikai Változócsillag-megfigyelők Szövetségének ( AAVSO ) köszönhetően azonban az üzenet eljutott az egész világon. A csillagot Új-Zélandon és Ausztráliában kezdték megfigyelni , és hamarosan a világ más országainak megfigyelői is csatlakoztak [6] .

A tudósok először tudták részletesen nyomon követni a maximális fényerőt, amelynél a csillag csak néhány órát bírt, valamint a fényesség gyors gyengülését. A kitörés során a rendszert két űrteleszkóppal tanulmányozták: az RXTE amerikai röntgenműholddal (Rossi X-ray Timing Explorer) és az INTEGRAL gamma-obszervatóriummal . A D+11-től D+30-ig terjedő időszakban az U Scorpio fényereje szinte változatlan maradt, majd minden tartományban mérsékelten éles fényesés következett be. A fénygörbe második platója a D+41-től D+57-ig tartó időszakban volt V  = 16 m , 8 ± 0 m ,2 fényerő mellett (fogyatkozásokon kívül). Ez a fennsík a D+57-től D+64-ig terjedő időszakban egy meglehetősen meredek eséssel zárult, ahol a napfogyatkozáson kívül a fényerő elérte a szokásos fényerőszintjét V  = 18m.0 , azaz a D+64 napon a fáklya véget ért. A fényerő csúcsától a nyugalmi állapotig eltelt idő 64 nap volt, ami nagyon gyors egy ismételt újból. Más ismétlődő új RS Ophiuchus és T Northern Crown esetében ez az időtartam 93 nap volt [6] .

A fáklya során a rendszert spektroszkópiai és fotometriai vizsgálatokkal az elektromágneses spektrum szinte minden tartományában megfigyelték: röntgen , ultraibolya , optikai és infravörös [12] . Az U Sco rendszerben a gamma sávokban a rádióhullámokban sem észleltek aktivitást , csak a rendszer több napos aktivitásáról van adat a 3,2 és 33 mikron közötti infravörös tartományban . Ez az első ismétlődő nóva, amelyet a járvány kitörése során megfigyeltek, és amelyhez nagyszámú megfigyelést (22 000 mérést) végeztek a világ mintegy 100 megfigyelőjétől és 9 műholdtól az űrben [6] .

Sok kérdés merült fel ezekből a megfigyelésekből. Például mi okozta az optikai és infravörös hármas csúcsot, amely a csúcs után több napig tartott? Illetve miért volt két fennsík a rendszerben? Az sem ismert, hogy az első 11 napban miért jelennek meg a fénygörbén a rövid (körülbelül fél órás) villanások, amelyek amplitúdója eléri a fele amplitúdót, vagyis abban az időben, amikor a robbanás során kilökődő lövedék főleg látható [6] .

Jelenleg az összes spektrumot elemzik, hogy megbecsüljék a kilökött anyag tömegét és a kémiai elemek eloszlását a fáklya során. Már létezik egy spektrális energiaeloszlás a fáklya minden napjára. Ez az érték egyenesen arányos a kilökött anyag tömegével, ami egy második módot ad annak a kérdésnek a megválaszolására, hogy a fehér törpék tömeget halmoznak fel, vagy az összes anyag kilökődik a robbanás során [6] .

Az U Scorpii rendszer következő kitörése 2020  ± 2 -ra várható [6] .

Az U Scorpii mint Ia típusú szupernóva jelölt

Sokkal érdekesebb egy másik kérdés: vajon az ismétlődő novák az Ia típusú szupernóvák prekurzorai ? A legtöbb felszaporodó fehér törpe nem túl nagy tömegű, és élete során nem gyarapszik túl nagy tömeget a felszaporodás révén . Így a legtöbb klasszikus nova nem valószínű, hogy valaha is eléri a Chandrasekhar határt  , azt a tömeget, amelynél a fehér törpe neutroncsillaggá omlik össze , ami az Ia típusú szupernóva-robbanás oka. Lehetséges, hogy az ismétlődő nóvák hatalmas fehér törpéikkel, amelyek közvetlenül a Chandrasekhar határ alatt vannak, szupernóva-jelöltek? Bizonyítékok vannak arra, hogy az RS Ophiuchus [13] és az U Scorpio [14] jó jelöltek a jövőbeni szupernóvák számára.

A Southamptoni Egyetem és a Winchester College csillagászai számításai szerint az U Scorpii a következő 700 000 éven belül fel fog robbanni. A kutatócsoport volt az első, amely szigorú tömegbecslést kapott a rendszerben lévő fehér törpéről, és megerősítette, hogy az egy hatalmas robbanás küszöbén áll. Ha az U Scorpius rendszer robbanása valóban egy szupernóva forgatókönyve szerint történik, akkor a Hold után ez lesz a legfényesebb objektum az éjszakai égbolton , és az első napokban nappal is jól látható lesz [15] .

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 G. C. ANUPAMA. AZ 1999-ES ÚJRA TÖRTÉNŐ NOVA U  SCORPII KIBOCSÁTÁSA . Az eredetiből archiválva : 2012. december 13.
2. ↑ NOVA Sco 1863 -- Nova  . SIMBAD . Centre de Données astronomiques de Strasbourg . Az eredetiből archiválva : 2012. december 13.
3. ↑ 1 2 Gaia Data Release 2  (angol) / Data Processing and Analysis Consortium , European Space Agency - 2018.
4. ↑ Kafka S., Williams R. A visszatérő nova U Scorpii 2010-es korai kitörési spektruma  // Astron . Astrophia. / T. Forveille - EDP Sciences , 2011. - Vol. 526.—P. 83–83. — ISSN 0004-6361 ; 0365-0138 ; 1432-0746 ; 1286-4846 - doi:10.1051/0004-6361/201015415 - arXiv:1012.0833
5. ↑ Bradley E. SchaeferKenyon. Az összes ismert Galactic Recurrent Novae története  (angolul)  (a hivatkozás nem érhető el) . arXiv.org (2009. december 22.). Az eredetiből archiválva : 2019. november 3.
6. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 BSJ. A visszatérő nova U Scorpii  (angol)  (nem elérhető link) . AAVSO (2010. április 13.). Az eredetiből archiválva : 2012. december 13.
7. ↑ Webbink, Ronald F.; Livio, Mario; Truran, James W.; Orio, Marina. A visszatérő nóvák természete  . Astronomy Abstract Service (1987. március). Az eredetiből archiválva : 2012. december 13.
8. ↑ Schaefer, Bradley E.; Ringwald, FA Egy javított keringési periódus a visszatérő Nova U Scorpii számára  . Astronomy Abstract Service (1995. július). Az eredetiből archiválva : 2012. december 13.
9. ↑ Schmeer, P.; Waagen, E.; Shaw, L.; Mattiazzo, M. U Scorpii  (angol) . Astronomy Abstract Service (1999. február). Az eredetiből archiválva : 2012. december 13.
10. ↑ Hanes, D.A. A visszatérő nova U Scorpi kitörés utáni nyugalom  . Astronomy Abstract Service (1985. március). Az eredetiből archiválva : 2012. december 13.
11. ↑ Schaefer, B.E.U Scorpii: Visszatérő Nova Felrobbant?  (angol) . Sky & Telescope (2009. április 29.). Az eredetiből archiválva : 2012. december 13.
12. ↑ Ernesto Guido, Giovanni Sostero. U Scorpii in Outburst  (angol) (2010. január 29.). Az eredetiből archiválva : 2012. december 13.
13. ↑ JL Sokoloski, GJM Luna, K. Mukai, Scott J. Kenyon. Röntgensugárzást kibocsátó robbanáshullám a Recurrent Nova RS Ophiuchi-tól  (angol)  (nem elérhető link) . arXiv.org (2006. május 12.). Az eredetiből archiválva : 2016. augusztus 19.
14. ↑ Alaposan jó, TD; Dhillon, V. S.; Littlefair, S. P.; Marsh, TR; Smith, D. A. A fehér törpe tömege a visszatérő nova U Scorpiiban  . Astronomy Abstract Service (2001. november). Az eredetiből archiválva : 2012. december 13.
15. ↑ Tim Thoroughgood, Vik Dhillon, Stuart Littlefair, Tom Marsh, Deneal Smith. U Scorpii – Ketyeg időzített bomba  (angol)  (nem elérhető link) (2001. július 30.). Az eredetiből archiválva: 2010. február 5.