science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Studie ondersteunt omstreden 35-jarige voorspellingen, laat zien dat waarneembare nova's slechts het topje van de ijsberg zijn

Krediet:CC0 Publiek Domein

Bijna 35 jaar geleden, wetenschappers deden het toen radicale voorstel dat kolossale waterstofbommen, novae genaamd, een zeer lange levenscyclus doormaken na uitbarsting, honderdduizenden jaren in de vergetelheid verdwijnen en dan weer opbouwen om opnieuw volwaardige nova's te worden. Een nieuwe studie is de eerste die het werk volledig modelleert en alle feedbackfactoren bevat waarvan nu bekend is dat ze deze systemen beheersen, een back-up van de oorspronkelijke voorspelling terwijl nieuwe details aan het licht komen. Deze week gepubliceerd in het tijdschrift Natuurastronomie , de studie bevestigt dat de novae die we zien flitsen door het heelal slechts een paar procent van deze catastrofale variabelen vertegenwoordigen, zoals ze bekend zijn, met de rest "verstopt" in winterslaap.

"We hebben nu de suggestie van tientallen jaren geleden gekwantificeerd dat de meeste van deze systemen diep in winterslaap zijn, wachten om wakker te worden, en we hebben ze nog niet geïdentificeerd, " zei Michael Shara, een curator in de afdeling Astrofysica van het American Museum of Natural History, die de hoofdauteur was van de oorspronkelijke studie en een van de co-auteurs van het nieuwe werk is. "De nova's die we waarnemen zijn slechts het topje van de ijsberg. We hebben het bij het verkeerde eind gehad door te denken dat de nova-achtige dubbelsterren en dwergnova's die nova's maken, alles vertegenwoordigen dat er is. De systemen die nova's maken komen veel vaker voor dan we dachten. "

Catastrofale binaire systemen treden op wanneer een ster zoals onze zon - een gele dwerg - wordt gekannibaliseerd door een witte dwerg, een dode ster. De witte dwerg bouwt een kritische laag waterstof op die hij steelt van de gele dwerg, en dat waterstof explodeert als een gigantische bom. Deze explosie produceert een uitbarsting van licht die de witte dwergster tot 1 miljoen keer helderder maakt dan de zon gedurende een periode van enkele dagen tot enkele maanden.

Shara's originele werk stelde voor dat, na een uitbarsting, een nova wordt "nova-achtig, " dan een dwergnova, en dan, na een winterslaap als een zogenaamde vrijstaande binaire, het wordt weer een dwergnova, nova-achtig, en dan een nova, de cyclus steeds weer herhalen, tot 100, 000 keer over miljarden jaren. "Zoals een ei, een rups, een pop, en een vlinder zijn alle levensstadia van hetzelfde organisme, deze dubbelsterren zijn allemaal dezelfde objecten die in verschillende fasen van hun leven worden gezien, ' zei Shara.

Voor de nieuwe studie Shara en zijn collega's van de Ariel University en de Tel-Aviv University in Israël hebben een reeks simulaties gebouwd om duizenden nova-uitbarstingen en hun effecten op hun rode dwergmetgezellen te volgen. Het doel is om te laten zien, kwantitatief, dat de evolutie van catastrofale binaire systemen cyclisch is en wordt aangedreven door feedback tussen de twee sterren.

"Er was gewoon niet de rekenkracht om dit 30 jaar geleden te doen, of 20 jaar geleden, of zelfs 10 jaar geleden, ' zei Shara.

Ze ontdekten dat catastrofale dubbelsterren niet eenvoudigweg door elk van de vier toestanden wisselen - nova, nova-achtig, dwerg nova, en losstaand binair - hun hele leven. pasgeboren binaire bestanden, gedurende de eerste paar procent van de levensduur van een systeem, alleen afwisselen tussen nova en nova-achtige toestanden. Vervolgens, voor de volgende 10 procent van hun leven, de binaire bestanden wisselen elkaar af in drie toestanden:nova, nova-achtig, en dwergnova. Gedurende de resterende 90 procent van hun leven, ze doorlopen continu alle vier de toestanden.

Verder, de studie toonde aan dat bijna alle nova's die we tegenwoordig waarnemen plaatsvinden aan het begin van het leven van een binair systeem in tegenstelling tot het einde - met een snelheid van ongeveer eens per 10, 000 jaar in plaats van eens in de paar miljoen jaar.

"Statistisch gezien, dat betekent dat de systemen die we waarnemen - de systemen die de hele tijd opduiken - de pasgeboren zijn, " zei Shara. "En dat is slechts ongeveer 5 procent van de totale binaire bestanden die er zijn. De overgrote meerderheid bevindt zich in vrijstaande staat, en we hebben ze genegeerd omdat ze zo zwak en gewoon zijn. We weten dat ze er zijn. Nu moeten we gewoon hard werken om ze te vinden en ze te verbinden met novae."