На 11 март 1437 г. група кралски астрономи в наблюдателна кула в Сеул, Корея наблюдаваха как блестяща бяла светкавица осветява нощното небе. Един от петимата наблюдатели направи щателна бележка за видяното: „Гост звезда започна да се вижда между втората и третата звезда на Вей [Скорпий]… Това продължи 14 дни.“
Свързано съдържание
- Как безпокойството на затъмнението помогна да се постави основата на съвременната астрономия
- Повечето литий във Вселената се изковава във взривяващи се звезди
Макар че не го знаеха тогава, блестящата „звезда за гости“ дойде от събитие, по-жестоко, отколкото името му подсказва: експлозия нова. Сега, използвайки корейските записи, както и стъклени фотографски табели от Харвардския университет, съвременните астрофизици преоткриха звездата и реконструираха жизнения цикъл на двоична звездна система за първи път.
„Истинската новост в това проучване е, че имаме безспорен и изключително точен часовник“, благодарение на древните корейци, казва Майкъл Шара, водещ автор на изследването и астрофизик в Американския музей по естествена история. „В астрономията почти никога не измервате нищо с по-добра от 20 или 30 процента точност. Ето, ние знаем какво се случва за деня. "
Изследването, публикувано в сряда в списанието Nature, разглежда еволюцията на бинарната система, небесното сдвояване, при което две звезди са достатъчно близо, че гравитацията им ги кара да се въртят около тях. Около 70 процента от звездите попадат в тази категория и отношенията им са всичко друго, но не и спокойни. По-голямата от двете звезди е бяло джудже, супер плътна звезда с маса не по-висока от 8 пъти по-голяма от нашето Слънце. (Всъщност нашето Слънце вероятно ще стане бяло джудже след 5 милиарда години.)
„Ако стояхте върху бяло джудже, щяхте да бъдете изравнени до маслена петна“, казва Джош Гриндлай, съавтор на проучването и главен изследовател в проекта „Дигитален достъп до небесен век @ Harvard“ (DASCH).
Дълготрайният спътник на бялото джудже е по-малко червено джудже, изгарящо от водород. Бялото джудже безмилостно канибализира партньора си, пренасяйки материята и я натрупвайки в пръстен около атмосферата си. Този ореол от свръхестествена материя се нарича „натрупващ диск“. Понякога количеството материя, изливащо се от по-малката звезда към гладния й партньор, ще се увеличи достатъчно, че бялото джудже се изсветли драстично, като внезапно се включи фенерче. Това е известно като "катаклизна променлива."
Това, което корейските астрономи наблюдаваха преди близо 600 години, обаче беше още по-драматично. Те бяха свидетели на нещо, наречено нова, което е когато материята, натрупана в атмосферата на бялото джудже, достига критична маса и предизвиква верига от ядрени реакции, нарастваща до 1 милион пъти по-ярка от слънцето. За разлика от свръхнова, звезда, претърпяла нова, не избухва напълно; само нейната атмосфера прави. В крайна сметка бялото джудже се връща в състояние на „хибернация“, отпивайки материята от своя партньор. В това състояние единствената останала следа от насилственото му изригване е облак от изхвърлена материя, известен като черупка.
„Новае често се описват като третите най-енергийни експлозии във Вселената - първо е Големият взрив, а вторият е свръхновите и избухванията на гама лъчи“, казва Джереми Дрейк, старши астрофизик в Центъра за астрофизика в Харвард-Смитсони.
Досега изследователите не бяха сигурни дали нови и катаклизмични променливи са се появили в една и съща система или някои системи произвеждат новае, докато други остават катаклизмични променливи. „Фактът, че можем да проследим това конкретно събитие на нова от корейските наблюдения и да видим, че тази звезда сега е подложена на нормално катаклизмично променливо поведение, е липсващо парче от пъзела, което ни казва, че nova и катаклизмичните променливи са същата система, преминаваща в циклично епизоди “, казва Дрейк.
За Шара откровението е още по-приятно. В продължение на 30 години той търси физическо доказателство за своята хипотеза, че бинарните системи съществуват в състояние на еволюция, като "пеперуди и гъсеници". След като се огледа на малко по-различно място, отколкото очакваше, най-накрая намери - или по-скоро, преоткрит - това бяло джудже, което седи вътре в новата му черупка. И със стъклените плочи от DASCH - които са използвани от харвардските астрономи и „компютри“ за фотографиране на небето в продължение на 100 години - Шара можеше да види същата звезда, преминаваща през изблици на джудже-нова (онези моменти на трептяща яркост) през 1934, 1935 и 1942.
За това страховито откритие ние дължим дълг на благодарността на кралските наблюдатели, поръчани от краля на Корея Седжонг, който управлява от 1418 до 1450 г. и построи "една от най-добрите астрономически обсерватории в света", пише Джоузеф Нудъм в Залата на Небесни записи: Корейски астрономически инструменти и часовници . В допълнение към изграждането на множество обсерватории и астрономически инструменти (включително революционен саморазбиващ се воден часовник), кралските астрономи направиха и достатъчно точно наблюдение на Луната, Слънцето и пет планети, за да направят прогнози за бъдещите си движения през 1442 година.
Книгата, в която са отбелязани тези наблюдения и прогнози, Chilijeongsan (изчисления на седемте светила) е „доказателство за корейската астрономия на най-високото ниво в съвременния свят“, пише историкът Park Seong-Rae в науката и технологиите в корейската история: Екскурзии, Иновации и проблеми . Нито това е първият път, когато съвременните астрономи са се възползвали от внимателните изчисления на ранните звезди. Древните народи, наблюдаващи слънчевите и лунните затъмнения в Азия и Близкия Изток, поставиха основата на бъдещия научен напредък, съобщава Мая Вей-Хаас за Smithsonian.com .
Но въпреки че разгадахме един голям въпрос за жизнения цикъл на нове, Шара вярва, че има още какво да се осветява. „Дали някоя от тези системи преминава в най-дълбоките фази на зимен сън, където скоростта на масовия трансфер става хиляди пъти по-малка или може дори да спадне до нула? Има ли време, в което звездите да не си взаимодействат? Това е неизвестно “, казва той. Всичко, което знаем засега, е, че цикълът - нова, хибернация, катаклизмична променлива - се повтаря хиляди пъти през дългия живот на бинарната система.
В края на този жизнен цикъл канибализираната водородна звезда в крайна сметка губи своя звезден статус. „Тя става кафяво джудже, след това планета, след това скалистото ядро на планетата, а след това вероятно е раздробено в астероиден пояс“, казва Шара.
Докато Шара планира да продължи да наблюдава небето за повече доказателства какво следва за бинарните системи, той подозира, че повече от колегите му може да отидат да копаят в миналото, за да гонят новае. От друга страна, Дрейк изглежда желае да поеме ръкавицата. „Не знам колко са дебнещите, но съм сигурен, че има повече примери в архивите, които могат да бъдат проследявани“, казва Дрейк, който не е бил свързан с изследването. Той добавя, че докато екзопланетите могат да получат лъвския дял от вниманието на обществеността, променливите на новое и катаклизми наистина са там, където е забавлението.
„Звездна еволюция и физиката на взаимодействието на звездите и динамиката на експлозията - те наистина са очарователни системи за изследване“, казва той.
