(A. Maury und J. Fabrega) Eine Nova ist eine dramatische Episode im Leben eines Doppelsternpaares. Es ist eine Explosion aus hellem Licht, die Wochen oder sogar Monate anhalten kann. Und obwohl sie nicht gerade selten sind – es gibt jedes Jahr etwa zehn in der Milchstraße –, haben Astronomen noch nie einen von Anfang bis Ende beobachtet.
Bis jetzt.
Eine Nova entsteht in einem engen Doppelsternsystem, wenn einer der Sterne seine Rote-Riesen-Phase durchlaufen hat. Dieser Stern hinterlässt einen Überrest eines Weißen Zwergs. Wenn der Weiße Zwerg und sein Partner sich nahe genug kommen, entzieht die enorme Anziehungskraft des Weißen Zwergs dem anderen Stern Material, hauptsächlich Wasserstoff.
Dieser Wasserstoff sammelt sich auf der Oberfläche des Weißen Zwergs und bildet eine dünne Atmosphäre. Der Weiße Zwerg erhitzt den Wasserstoff, und schließlich ist der Gasdruck extrem hoch und die Fusion wird gezündet. Nicht irgendeine Fusion: eine schnelle, außer Kontrolle geratene Fusion.
Künstlerische Darstellung einer Nova-Eruption, die zeigt, wie der Weiße Zwerg Materie von seinem Begleiter ansammelt. (Nova_von K. Ulaczyk, Observatorium der Universität Warschau)
Wenn die schnelle Fusion zündet, können wir das Licht sehen und die neue Wasserstoffatmosphäre wird vom Weißen Zwerg in den Weltraum ausgestoßen. In der Vergangenheit dachten Astronomen, diese neuen hellen Lichter seien neue Sterne, und der Name „Nova“ blieb hängen.
Astronomen nennen diese Art von Nova heute „klassische“ Novae. (Es gibt auch wiederkehrende Novae, wenn sich der Prozess wiederholt.)
Dabei handelt es sich um ein enorm energiereiches Ereignis, das nicht nur sichtbares Licht, sondern auch Gamma- und Röntgenstrahlen erzeugt. Das Endergebnis ist, dass einige Sterne, die nur durch ein Teleskop gesehen werden konnten, während einer Nova mit bloßem Auge gesehen werden können.
All dies ist in der Astronomie und Astrophysik weithin anerkannt. Aber vieles davon ist theoretisch.
Kürzlich hatten Astronomen mithilfe der Nanosatellitenkonstellation BRITE (BRIght Target Explorer) das Glück, den gesamten Prozess von Anfang bis Ende zu beobachten, was die Theorie bestätigte.
BRITE ist eine Konstellation von Nanosatelliten, die laut der Website „die Sternstruktur und Entwicklung der hellsten Sterne am Himmel und ihre Wechselwirkung mit der lokalen Umgebung untersuchen“ soll.
Sie operieren in einer erdnahen Umlaufbahn und unterliegen kaum Einschränkungen hinsichtlich der Teile des Himmels, die sie beobachten können. BRITE ist ein koordiniertes Projekt zwischen österreichischen, polnischen und kanadischen Forschern.
Diese allererste Beobachtung einer Nova war reiner Zufall. BRITE hatte mehrere Wochen damit verbracht, 18 Sterne im Sternbild Carina zu beobachten. Eines Tages erschien ein neuer Stern. BRITE-Einsatzleiter Rainer Kuschnig fand die Nova bei einer täglichen Inspektion.
„Plötzlich war ein Stern auf unseren Platten, der am Tag zuvor noch nicht da war“, sagte er in einem Pressemitteilung . „So etwas hatte ich in all den Jahren der Mission noch nie gesehen!“
Werner Weiss ist vom Institut für Astrophysik der Universität Wien. In einer Pressemitteilung betonte er die Bedeutung dieser Beobachtung.
A zeigt helle V906 Carinae, markiert mit einem weißen Pfeil. B und C zeigen den Stern vor und nach der Nova V906 Carinae. (A. Maury und J. Fabrega)
„Aber was führt dazu, dass ein bisher unscheinbarer Stern explodiert? „Das war ein Problem, das bisher nicht zufriedenstellend gelöst wurde“, sagte er.
Die Explosion der Nova V906 im Sternbild Carina gibt den Forschern einige Antworten und hat einige der theoretischen Konzepte hinter Novae bestätigt.
V906 Carinae wurde erstmals von der entdeckt Automatisierte All-Sky-Vermessung für Supernovae . Glücklicherweise erschien sie in einem Bereich des Himmels, der seit Wochen von BRITE beobachtet wurde, sodass die Daten, die die Nova dokumentieren, in BRITE-Daten vorliegen.
„Es ist fantastisch, dass erstmals eine Nova bereits vor ihrem eigentlichen Ausbruch und erst viele Wochen später von unseren Satelliten beobachtet werden konnte“, sagt Otto Koudelka, Projektleiter des Satelliten BRITE Austria (TUGSAT-1) an der TU Graz.
V906 Carinae ist etwa 13.000 Lichtjahre entfernt, das Ereignis ist also bereits Geschichte. „Schließlich ist diese Nova so weit von uns entfernt, dass ihr Licht etwa 13.000 Jahre braucht, um die Erde zu erreichen“, erklärt Weiss.
Das BRITE-Team berichtete über seine Ergebnisse in einem neuen Papier. Das Papier trägt den Titel „ Direkter Beweis für eine schockgetriebene optische Emission in einer Nova. ' Es ist in der Zeitschrift veröffentlicht Naturastronomie. Erstautor ist Elias Aydi von der Michigan State University.
„Dieser glückliche Umstand war ausschlaggebend dafür, dass das Nova-Ereignis mit beispielloser Präzision aufgezeichnet werden konnte“, erklärt Konstanze Zwintz, Leiterin des BRITE Science Teams, vom Institut für Astro- und Teilchenphysik der Universität Innsbruck.
Zwintz erkannte sofort, „dass wir Zugang zu weltweit einzigartigem Beobachtungsmaterial hatten“, heißt es in einer Pressemitteilung.
Novae wie V906 Carinae sind thermonukleare Explosionen auf der Oberfläche von Weißen Zwergsternen. Lange Zeit gingen Astrophysiker davon aus, dass die Leuchtkraft einer Nova durch kontinuierliches Kernbrennen nach dem ersten Ausbruch der außer Kontrolle geratenen Fusion angetrieben wird. Doch die Daten von BRITE deuten auf etwas anderes hin.
In der neuen Arbeit zeigen die Autoren, dass Schocks eine größere Rolle spielen als gedacht. Die Autoren sagen, dass „innere Schocks der Nova-Ejekta die Nova-Emission dominieren könnten.“
Den Autoren zufolge könnten diese Schocks auch bei anderen Ereignissen wie Supernovae, Sternverschmelzungen und Gezeitenstörungen eine Rolle spielen. Bisher fehlten jedoch Beobachtungsnachweise.
„Hier berichten wir über gleichzeitige weltraumgestützte optische und Gammastrahlenbeobachtungen der Nova V906 Carinae (ASASSN-18fv) von 2018, die eine bemerkenswerte Reihe unterschiedlicher korrelierter Flares in beiden Bändern offenbaren“, schreiben die Forscher.
Da diese Ausbrüche gleichzeitig auftreten, deutet dies auf einen gemeinsamen Ursprung der Erschütterungen hin.
„Während der Flares verdoppelt sich die Leuchtkraft der Nova, was bedeutet, dass der Großteil der Leuchtkraft schockgetrieben ist.“ Novae werden also nicht durch kontinuierliches nukleares Brennen, sondern durch Erschütterungen angetrieben.
„Unsere Daten, die das Spektrum von Radio bis Gammastrahlung abdecken, liefern direkte Beweise dafür, dass Schocks eine erhebliche Leuchtkraft in klassischen Novae und anderen optischen Transienten erzeugen können.“
Im weiteren Sinne hat sich gezeigt, dass Schocks bei Ereignissen wie Novae eine gewisse Rolle spielen. Dieses Verständnis basiert jedoch größtenteils auf der Untersuchung von Zeitskalen und Leuchtstärken. Diese Studie ist die erste direkte Beobachtung solcher Schocks und wahrscheinlich nur der Anfang der Beobachtung und des Verständnisses der Rolle, die Schocks spielen.
In der Schlussfolgerung ihrer Arbeit schreiben die Autoren: „Unsere Beobachtungen der Nova V906 Car zeigen eindeutig, dass durch stark absorbierte, energiereiche Stöße in explosiven Transienten erhebliche Leuchtkraft erzeugt werden kann – und bei optischen Wellenlängen entsteht.“
Sie führen weiter aus: „Mit modernen Zeitbereichsumfragen wie z ASAS-SN , Die Übergangsanlage Zwicky (ZTF) und die Vera C. Rubin-Observatorium , werden wir mehr Transienten – und mit höherer Leuchtkraft – als je zuvor entdecken. „Die Novae in unserem galaktischen Hinterhof werden für die Prüfung der physikalischen Treiber, die diese fernen, exotischen Ereignisse antreiben, weiterhin von entscheidender Bedeutung sein.“
Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht von Universum heute . Lies das originaler Artikel .