Astronomowie przy pomocy Chandra X-ray Observatory odkryli wybuch promieni Roentgena i nie obserwowane wcześniej krótkoterminowe pulsowanie białego karła, który właśnie uległ termonuklearnej eksplozji. Obserwacje pomagają naukowcom lepiej zrozumieć eksplozje zachodzące na powierzchni białych karłów w specjalnych typach układów podwójnych.

Wykonane obserwacje gwiazdy nowej w gwiazdozbiorze Orła (Aquila) zostały omówione podczas sympozjum „Dwa lata nauki z Chandrą” przez międzynarodowy zespół kierowany przez Sumnera Starrfielda z Arizona State University. Nowa była obserwowana czterokrotnie pomiędzy kwietniem a październikiem 2000. Została wpierw zaobserwowana przez astronomów optycznych, jako najjaśniejsza w konstelacji Aquilla w grudniu 1999. Gwiazda V1494 Aql wybuchła wtedy jako gwiazda nowa. W maksimum była przez kilka dni jaśniejsza niż 4 magnitudo, a przez niecały miesiąc jaśniejsza od 6 magnitudo.

Chociaż gwiazda znajduje się w odległości 6000 lat świetlnych od Ziemi, była widoczna gołym okiem przez okres około miesiąca. „Podczas tego czasu była około 100 tysięcy razy jaśniejsza od naszego Słońca” – powiedział członek zespołu Mark Wagner z University of Arizona.

Eksplozja nowej zachodzi na białym karle (gwieździe, która zużyła całe swoje nuklearne paliwo, a następnie zapadła się do rozmiaru Ziemi), który orbituje wokół gwiazdy normalnych rozmiarów. Silna grawitacja białego karła wysysa wodór z gwiazdy, a następnie gaz ów spada na białego karła. Kiedy już zgromadzi się wystarczająca ilość gazu na powierzchni, staje się wystarczająco gorąco, by mogła zajść synteza jądrowa. Proces ulega intensyfikacji aż do momentu eksplozji.

Nowe występują w podwójnych systemach gwiazdowych, gdzie normalna gwiazda orbituje blisko białego karła. Eksplozja następuje, gdy gaz ściągnięty przez bialego karła z gwiazdy-towarzyszki tworzy wybuchową warstwę gorącego wodoru.

Zebranie wystarczającej ilości wodoru zajmuje białemu karłowi około stu tysięcy lat. Kiedy warstwa zyskuje krytyczną masę zachodzi termojądrowa reakcja, wytwarzając gigantycznych rozmiarów bombę wodorową. Zewnętrzne warstwy białego karła wybuchają wywołując wybuch nowej możliwy do obserwowania przez okres kilku miesięcy, kiedy to materiał rozprzestrzenia się we Wszechświecie.

„Nasze pierwsze obserwacje przy pomocy Chandry pokazały, że rozprzestrzeniający się gaz jest niemal nieprzezroczysty i gorący” – powiedział Joachim Krautter ze State Observatory in Heidelberg w Niemczech. Zauważył on również, że gaz stał się na tyle przezroczysty by umożliwić obserwacje dopiero po ośmiu miesiącach od eksplozji.

„Uzyskaliśmy dwa istotne rezultaty podczas pracy z Chandrą: zaobserwowaliśmy wzrost jasności promieni X na około 15 minut i 40 minutowy cykl w jasności, który trwał przez siedem godzin przed i po wybuchu” – powiedział Starrfield. – „Chociaż obserwowaliśmy już nowe przy pomocy satelitów rentgenowskich, to nigdy nie widzieliśmy, by zachowoywały się w ten sposób. Zebrane dane spróbujemy wykorzystać, by lepiej zrozumieć budowę zewnętrznych warstw białego karła„.

„Nasz obserwacje przy pomocy Chandry pokazały, że reakcje fuzji termonuklearnej mogą zachodzić jeszcze 8 miesięcy po rozpoczęciu eksplozji” – powiedział Robert Gehrz z University of Minnesota.

Chandra pozwala naukowcom obserwować białe karły wkrótce po eksplozji i mierzyć ich temperaturę. Zmierzono, że biały karzeł rozgrzał się do około 300 000 stopni Celsjusza i pulsował z 40-minutowym okresem.

„Cykliczne zmiany w jasności sugerują, że obserwujemy zewnętrzne warstwy białego karła, które kurczą się i rozszerzają z 40-minutowym okresem” – powiedział Jeremy Drake z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. – „Nova Aquila to jedna z najgorętszych gwiazd, w przypadku której zaobserwowano takie cykliczne zmiany jasności„.

Opisywany międzynarodowy zespół próbuje także zrozumieć szczegóły procesu rozprzestrzeniania się gazu o masie około 30 mas z Ziemi z prędkością kilku milionów kilometrów na godzinę. Gaz ten prawdopodobnie połączy się z gazem w innych galaktykach i weźmie czynny udział w formowaniu nowych gwiazd.

Pierwszoplanowym celem Chandry jest obserwacja białych karłów w celu odkrycia szczegółów budowy ich powierzchni. Ta część projektu kierowana jest przez Petera Hauschildta z University of Georgia. Innymi członkami zespołu są: Howard Bond (Space Telescope Science Institute), Yousaf Butt (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), Koji Mukai (Goddard Space Flight Center), Marina Orio (University of Wisconsin i Torino Observatory we Włoszech) i Charles Woodward (University of Minnesota).

Obserwacje prowadzono przy pomocy HRC (High Resolution Camera) oraz Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS).

Za uzupełnienie informacji dziękujemy Panu Stanisławowi Świerczyńskiemu.