Teleskop Hubble’a pozwolił lepiej zbadać układ podwójny HM Sagittae
Astronomowie wykorzystali nowe dane z należącego do NASA Kosmicznego Teleskopu Hubble’a i emerytowanego SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy), aby ponownie przyjrzeć się HM Sagittae – jednemu z najdziwniejszych układów podwójnych gwiazd w naszej galaktyce – 40 lat po tym, jak wybuchł jako jasna i długotrwała nowa.
Jak tłumaczą badacze nowa to gwiazda, która nagle gwałtownie zwiększa swoją jasność, a następnie zanika, zwykle w ciągu kilku miesięcy lub lat. Najnowsze badanie układu podwójnego HM Sagittae, w którym miała miejsce nowa zostało opublikowane w The Astrophysical Journal.
Między kwietniem a wrześniem 1975 roku układ podwójny HM Sagittae (HM Sge) stał się 250 razy jaśniejszy. Jak podkreślają naukowcy, co szczególne, nie wygasł on gwałtownie, jak to zwykle czynią nowe, ale utrzymał swoją jasność przez dziesięciolecia. Ostatnie obserwacje pokazują, że stał się on gorętszy, ale paradoksalnie zmniejszył swoją jasność.
Jak tłumaczą astronomowie, HM Sge to szczególny rodzaj gwiazdy symbiotycznej, w której biały karzeł i napęczniała, produkująca pył olbrzymia gwiazda towarzysząca znajdują się na ekscentrycznej orbicie wokół siebie, a mniejszy z obiektów pochłania gaz wypływający z większego. Gaz tworzy płonący gorący dysk wokół białego karła, który może w nieprzewidywalny sposób ulec spontanicznej eksplozji termojądrowej, gdy napływ wodoru z olbrzyma gęstnieje na powierzchni, aż osiągnie punkt krytyczny.
„W 1975 roku HM Sagittae zmieniła się z nijakiej gwiazdy w coś, na co patrzyli wszyscy astronomowie w terenie, a w pewnym momencie ta gorączka aktywności zwolniła” – mówi Ravi Sankrit z Space Telescope Science Institute (STScI).
Astronomowie wykorzystali instrumenty Hubble’a i SOFIA, aby zobaczyć, co zmieniło się w HM Sge w ciągu ostatnich 30 lat na długościach fal świetlnych od podczerwieni do ultrafioletu (UV).
Dane ultrafioletowe z Hubble’a z 2021 roku, jak opisują naukowcy, wykazały silną linię emisyjną wysoko zjonizowanego magnezu, która nie była obecna we wcześniej opublikowanych widmach z 1990 roku. Jej obecność wskazuje, że szacowana temperatura białego karła i dysku akrecyjnego wzrosła z mniej niż 220 000 stopni Celsjusza w 1989 roku do ponad 250 000 stopni Celsjusza obecnie. Wysoce zjonizowana linia magnezu jest jedną z wielu widocznych w widmie UV, które analizowane razem ujawnią energetykę systemu i jego zmiany w ciągu ostatnich trzech dekad.
Dzięki danym z należącego do NASA teleskopu SOFIA, który przeszedł na emeryturę w 2022 roku, astronomowie byli w stanie wykryć wodę, gaz i pył przepływające w systemie i wokół niego. Dane widmowe w podczerwieni wskazały, że gigantyczna gwiazda, która produkuje duże ilości pyłu, powróciła do normalnego zachowania w ciągu zaledwie kilku lat od wybuchu, ale także, że w ostatnich latach przygasła.
Dzięki SOFIA naukowcy byli w stanie zaobserwować wodę poruszającą się z prędkością około 29 kilometrów na sekundę, co jak podejrzewają jest prędkością dysku akrecyjnego wokół białego karła.
„Gwiazdy symbiotyczne takie jak HM Sagittae są rzadkością w naszej galaktyce, a obserwowanie eksplozji podobnej do nowej jest jeszcze rzadsze. To wyjątkowe wydarzenie jest skarbem dla astrofizyków od dziesięcioleci” – podsumowuje Steven Goldman z STScI.
Emil Gołoś
