Nowa gwiazda sprzed 600 lat

Po dziesięcioleciach poszukiwań astronomowie odnaleźli gwiazdę, której pojawienie się zaobserwowali koreańscy astronomowie 580 lat temu. To odkrycie jest najstarszym znanym przykładem gwiezdnej eksplozji z precyzyjnie wskazaną lokalizacją.

Według „Prawdziwych zapisków o rządach króla Sejonga" 11 marca 1437 r. astronomowie wykryli coś, co wydawało się jasną gwiazdą w pobliżu miejsca zwanego ogonem gwiazdozbioru Skorpiona. Wybuch znany jest obecnie jako Nova Scorpii AD 1437 i był widoczny przez 14 dni, po czym zniknął.

Poszukiwania zaginionego rozbłysku

Naukowcy próbowali dowiedzieć się, jak obecnie wygląda nowa, ale musieli zlokalizować jej położenie na współczesnym niebie. Po blisko 600 latach ten punkt mógł odbiegać od pierwotnych zapisów.

– Spędziłem ponad 30 lat na poszukiwaniach – mówi autor badania, Michael Shara z Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej w Nowym Jorku. – Szczegóły opisu sugerowały, że była to klasyczna nowa, której wybuch powstał w układzie podwójnym, podobnym do 75 proc. wszystkich gwiazd.

W przypadku nowej klasycznej jedno z pary ciał niebieskich jest białym karłem o wielkości zbliżonej do Ziemi. Gdy gwiazda wypali cały wodór ze swojej powierzchni, zewnętrzne warstwy oddzielają się i przeistaczają w mgławicę planetarną. Pozostaje gorące jądro, które nie kontynuuje reakcji. Bardzo silne pole grawitacyjne i ciągle opadające, nowe ilości materii przyczyniają się do systematycznego wzrostu grubości i temperatury warstwy gromadzącej się na powierzchni gwiazdy. Nowa się rodzi, gdy biały karzeł pobierze zbyt dużo materiału od swojej gwiezdnej towarzyszki. W momencie, gdy temperatura u podstawy powierzchniowej warstwy przekroczy wartość, w której zajść mogą reakcje termojądrowe (ok. 20 mln K), proces spalania wodoru następuje lawinowo. Dotąd niedostrzegalna gwiazda zaczyna jaśnieć na niebie. W przeciwieństwie do supernowych, takie eksplozje pozostawiają nową nienaruszoną.

Z gwiazdy niewidocznej gołym okiem w ciągu krótkiego czasu staje się gwiazdą łatwo dostrzegalną. Pierwszą nową zaobserwował również w gwiazdozbiorze Skorpiona ok. 150 lat p.n.e. grecki matematyk, geograf i astronom Hipparch.

Wędrująca nowa

Naukowcy wiedzieli, że znalezienie współczesnego śladu dawnego rozbłysku może pomóc zrozumieć cykl życia układu podwójnego. Około 30 lat temu, rozpoczęto poszukiwania nowej w lokalizacji wskazanej w koreańskich notatkach, zbyt sztywno jednak trzymano się pierwotnych wskazówek.

– Okazuje się, że szukaliśmy w niewłaściwym miejscu – opowiada Shara. – Poprawna interpretacja starożytnych zapisów może być bardzo trudna. Żadna z informacji, którym się przyjrzeliśmy, nie określała nazwy konstelacji. Gdy złagodziliśmy kryteria, odkryliśmy gwiazdę w ciągu 90 minut.

Naukowcy zbadali dane zebrane ostatnio przez Southern African Large Telescope i teleskopów Swope oraz du Pont z Las Campanas Observatory. Przeanalizowali też cyfrowe wersje płyt fotograficznych z archiwum Uniwersytetu Harvarda, na których znajdowały się obrazy z ponad 100 lat obserwacji kosmosu. Odkryli resztki pozostawione prawdopodobnie przez nową w gwiazdozbiorze Skorpiona. Kiedy obliczyli ruchy gwiazd w tym obszarze, odkryli układ podwójny, który znajdował się dokładnie w tej pozycji, którą opisano 580 lat temu.

Ewolucja gwiazdy

Archiwalne płyty fotograficzne ujawniły również, że w latach 30. i 40. XX w. zarejestrowano drobne rozbłyski, eksplozje znane jako nowa karłowata. Odkrycia te potwierdzają hipotezę, którą Shara i jego koledzy zaproponowali około 30 lat temu. Według niej prekursorem nowych karłowatych są te same układy podwójne, co klasycznych nowych. Nie są odrębnymi jednostkami, jak sugerowali dotąd inni badacze.

– Można tu zastosować analogię gąsienicy i motyla – mówi Shara. – Jeśli ludzie żyliby tylko kilka dni, prawdopodobnie nie odkryliby, że gąsienice i motyle są tymi samymi istotami. Musieliby istnieć dłużej. W ten sam sposób, skala czasu, aby przejść od klasycznej nowej do karłowatej wypada gdzieś pomiędzy dwoma a pięcioma wiekami. Jesteśmy przekonani, że nowa i karłowata nowa są tym samym układem, widocznym na różnych etapach rozwoju. Mamy nadzieję, że dzięki temu odkryciu lepiej zrozumiemy podwójne gwiazdy, które stanowią większość gwiazd we wszechświecie.