science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Een reeks radiotelescopen onthult explosie op het oppervlak van een hete dode ster

De reeks beelden verkregen uit de waarnemingen, beginnend 20 dagen na de ontdekking van de nova-gebeurtenis en het volgen van de opmars van het schokfront gedurende meer dan zes maanden. Krediet:Europees Ruimteagentschap

Een internationale groep onderzoekers observeerde een bron van variabele gammastraling die in 2010 werd geïdentificeerd door de NASA-satelliet Fermi. Ze gebruikten een techniek genaamd VLBI, die gegevens van verschillende radiotelescopen op aarde combineert, om de scherpste beelden tot nu toe te produceren. Verrassend genoeg, de bron van gammastraling was een symbiotische nova, een eigenaardig stellair systeem dat bij astronomen bekend staat als V407 Cyg. Het resultaat, met eerste auteur Marcello Giroletti (Nationaal Instituut voor Astrofysica INAF, Italië), is gepresenteerd op de jaarlijkse bijeenkomst van de European Astronomical Society (EAS), en gepubliceerd in Astronomie en astrofysica .

Van sterrenstelsels zoals V407 Cygni was niet bekend dat ze zeer hoge energiestraling uitzenden, daarom met de waarnemingen in 2010, Fermi identificeerde het eerste lid van een nieuwe klasse van gamma-objecten. De astronomen hebben nu de resultaten vrijgegeven van hun VLBI-campagne die is uitgevoerd tijdens de spectaculaire uitbarsting die de gammastralen produceerde. De afbeeldingen, samengesteld met behulp van de radiogolven gedetecteerd door telescopen in Europa en in de VS, zijn de meest gedetailleerde tot nu toe. Ze onthullen de nasleep van een krachtige kosmische explosie als gevolg van de interactie van twee sterren in een korte baan om de aarde.

Symbiotische novae zijn zeldzame en uitzonderlijke objecten, sterrenparen samengesteld uit twee zeer verschillende metgezellen:een kleine, gespannen, witte dwerg en een pulserende rode reus. De rode reus zendt een wind van materiaal uit die zich ophoopt op het oppervlak van de witte dwerg en, wanneer het een kritische dichtheid bereikt, geeft aanleiding tot een zeer heldere explosie.

Hoewel symbiotische novae zelf zeldzame objecten zijn, het observeren van een symbiotische nova zoals V407 Cygni in gammastraling was een absolute doorbraak. De onderzoekers gingen toen op zoek naar bewijzen die wijzen op de aanwezigheid van schokken, door het materiaal gaan in de vorm van schokgolven, vanwege de zeer energetische fysieke processen die bij het evenement betrokken zijn. Nooit eerder onthullen zo gedetailleerde radiobandbeelden de schok die wordt veroorzaakt door de explosie van het materiaal op het oppervlak van de witte dwerg terwijl het zich uitbreidt in de atmosfeer van de rode gigantische metgezel.

Krediet:Europees Ruimteagentschap

"Nova, met hun plotselinge toename van de emissie van zichtbaar licht, hebben astronomen eeuwenlang gefascineerd en hun onthulling in gammastraling was een grote verrassing, " zegt Giroletti. "Getuige zijn geweest, dankzij radiogolven, niet alleen de toename van de helderheid, maar ook de choreografie geproduceerd door de interactie van deze twee sterren is een zeer opwindend resultaat, en een van grote wetenschappelijke waarde."

De nieuwe waarnemingen waren mogelijk dankzij het zeer hoge detailniveau dat in de radioband werd verkregen door de VLBI-techniek (Very Long Baseline Interferometry), die het mogelijk maakte om het uiterlijk en de verspreiding van de schok direct te visualiseren.

Terwijl we voor het eerst op een directe manier de aanwezigheid van de schok bij dit soort gebeurtenissen aantonen, de onderzoekers konden ook begrijpen hoe de bron is georiënteerd:de rode reus staat op de voorgrond voor de witte dwerg, en van de laatste vertrekken twee tegenover elkaar liggende jets, in het vlak van de hemel, loodrecht op de zichtlijn.

De waarnemingen stelden onderzoekers ook in staat sporen van eerdere gebeurtenissen in het leven van deze dubbelster te onthullen, een rond 2003, een zelfs dateert uit de jaren 1930. Een stap voorwaarts in het begrijpen van de evolutie van deze zeldzame objecten.

Deze resultaten zijn het resultaat van een intense en ambitieuze observatiecampagne. De gegevens van het Europese VLBI-netwerk (EVN) werden in realtime gestreamd naar de centrale dataprocessor (correlator) bij JIVE, een European Research Infrastructure Consortium in Dwingeloo, Nederland. Een supercomputer combineerde de gelijktijdig verkregen gegevens van alle antennes van het netwerk, en hierdoor begrepen de onderzoekers meteen dat dit echt een onmisbare gebeurtenis was.