星は別の星の中で爆発する

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RSオフィウチの爆発に対するアーティストの印象。拡大するにはクリックしてください
天文学者は最近、通常は薄暗い星のRSオフィウチが望遠鏡なしで見えるほど十分に明るくなったことに気づきました。この白色矮星は過去100年間でこのように5回明るくなり、天文学者はそれが中性子星に崩壊しようとしていると信じています。 RSオフィウチは、はるかに大きな赤い巨大星を持つ連星系です。 2つの星は非常に接近しているので、白い小人は実際には赤い巨人のエンベロープの内側にあり、20年ごとにその内部から爆発します。

2006年2月12日、アマチュア天文学者は、へびつかい座のかすかな星が望遠鏡の助けを借りずに夜空に突然はっきりと見えたと報告しました。記録によると、このいわゆる再発新星、RS Ophiuchi(RS Oph)は、過去108年間で5回、最も最近では1985年にこの明るさのレベルに達しました。最新の爆発は、前例のない詳細で、宇宙と地上の望遠鏡。

本日(金)にレスターで開催されるRAS国立天文学会議で、リバプールジョンムーア大学のマイクボーデ教授とジョドレルバンク天文台のティムオブライエン博士が、星が爆発するときに何が起こるかについて新たな光を当てている最新の結果を発表します。

RS Ophは地球からわずか5,000光年離れています。それは、白色矮星(地球のサイズに近い、星の超高密度コア、進化の主要な水素燃焼段階の終わりに達し、その外層を流した)からなり、大きな赤い巨星。

2つの星は非常に接近しているため、赤い巨人の外層からの水素に富むガスは、その高い重力によって連続的に小人に引き寄せられます。約20年後、白い矮星の表面で熱核爆発が発生するのに十分なガスが蓄積されました。 1日も経たないうちに、そのエネルギー出力は太陽の10万倍以上に増加し、付着したガス(地球の質量の数倍)が毎秒数千kmの速度で宇宙に放出されます。

このような世紀あたり5回の爆発は、白色矮星が崩壊して最大密度に近く、さらに密度の高い中性子星になる場合にのみ説明できます。

RS Ophでも非常に珍しいのは、赤い巨人がシステム全体を包む風の中で大量のガスを失っているということです。その結果、白い小人の爆発は、その伴侶の広大な大気の「内部」で発生し、その後、噴出されたガスが非常に高速で爆撃されます。

RS Ophの最新の爆発が国際天文学コミュニティに中継されているとの通知から数時間以内に、地上と宇宙の両方で望遠鏡が作動しました。その中には、NASAのSwift衛星があり、その名前が示すように、空で変化するものにすばやく反応するために使用できます。機器の武器庫には、レスター大学によって設計および構築されたX線望遠鏡(XRT)が含まれています。

「1985年後半に行われたいくつかのX線測定から、これがRS Ophをできるだけ早く観測するためのスペクトルの重要な部分であることがわかりました」と、リバプールジョンムーア大学のマイクボード教授は述べました。 1985年の爆発の観測キャンペーンで、現在の爆発に関するSwiftフォローアップチームを率いています。

「予想は、放出された物質と赤い巨人の風の両方に衝撃が加わり、最初は摂氏約1億度に達し、太陽の中心部の10倍近くになると予想されていました。私たちは失望していません!」

爆発が始まってからわずか3日後のSwiftによる最初の観測では、非常に明るいX線源が明らかになりました。最初の数週間で、それはさらに明るくなり、その後衰退し始めました。スペクトルは、ガスがまだ数千万度の温度であるにもかかわらず、冷却されていることを示唆しています。これはまさに、衝撃が赤い巨人の風に押し込まれて減速したときに予想されたものでした。その後、X線の放出に驚くべき予期せぬことが起こりました。

「バーストの約1か月後、RS OphのX線輝度は非常に劇的に増加しました」とレスター大学のJulian Osborne博士は説明しました。 「これはおそらく、核燃料を燃やしている高温の白色矮星が、その後赤い巨人の風を通して見えたためだと考えられます。

「この新しいX線フラックスは非常に変化しやすく、約35秒ごとに繰り返される脈動を見ることができました。非常に初期の段階であり、データがまだ取得されていますが、変動の可能性の1つは、これが白色矮星の核燃焼率の不安定性に起因していることです。」

一方、他の波長で作業する観測所は、イベントを観測するようにプログラムを変更しました。 1985年の爆発に関する博士号論文を作成したジョドレルバンク天文台のティムオブライエン博士と中央ランカシャー大学のスチュワートエアーズ博士は、そのような今日まで最も詳細な電波観測を確保しているチームを率いています。イベント。

「1985年には、バースト後3週間近くまでRS Ophの観測を開始できませんでした。その後、今日利用可能な施設よりもはるかに能力の低い施設を使用しました」とオブライエン博士は語った。

「前回のバーストからのラジオとX線の観測の両方から、バーストが進展するにつれて何が起こっているのかがすぐにわかります。さらに、今回はさらに高度なコンピュータモデルを開発しました。現在、この2つの組み合わせにより、爆発の状況と結果の理解が深まることは間違いありません。

「2006年に、英国のMERLINシステムでの最初の観測は爆発からわずか4日後に行われ、電波放射が予想よりもはるかに明るいことを示しました」とエア博士は付け加えました。 「それ以来、それは明るくなり、消え、そして再び明るくなりました。ヨーロッパ、北米、アジアの電波望遠鏡がイベントを非常に注意深く監視しているため、これは本当に何が起こっているのかを理解するための最良の機会です。」

ラパルマのロボットリバプール望遠鏡など、世界中の多くの観測所でも光学観測が行われています。観測は、スペクトルの赤外部分のより長い波長でも行われています。

「NASA​​のスピッツァー宇宙望遠鏡を使用して、宇宙からの赤外線波長での爆発とその後の影響を初めて見ることができます」と、赤外線フォローアップチームを率いるキール大学のナイエヴァンス教授は述べています。

一方、ハワイのマウナケア山頂にあるイギリスの赤外線望遠鏡から地上ですでに得られた観測は、1985年の噴火中に得られたデータをはるかに上回っています。

「衝撃を受けた赤い巨大な風と爆発で放出された物質は、X線、光学波長、無線波長だけでなく、コロナラインを介して赤外線でも放射を引き起こします(いわゆる太陽の中で非常に目立つため、熱いコロナ)。これらは、爆発で放出された材料中の元素の存在量を決定し、高温ガスの温度を確認するのに重要です。」

2006年2月26日は観測キャンペーンのハイライトでした。確かにユニークなイベントであるはずですが、4つの宇宙衛星と世界中の電波観測所が同じ日にRS Ophを観測しました。

「この星は、私たちがそれを見るたびに変化しているイベントの国際的な地上および宇宙ベースの研究にとって、より良い時期に爆発することができなかったでしょう」と、共同の米国側を率いるアリゾナ州立大学のサムナー・スターフィールド教授は述べた。 「私たちは皆、非常に興奮しており、毎日多くのメールを交換して、その日に何が起こっているのかを理解し、次の日の行動を予測しようとしています。」

明らかなのは、RS Ophが「タイプII」超新星残骸のように動作していることです。タイプII超新星は、太陽の質量の少なくとも8倍の星の壊滅的な死を表しています。また、周囲と相互作用する非常に高速の材料を排出します。しかし、超新星残骸の完全な進化には数万年かかります。 RS Ophでは、この進化は文字通り目の前で起こっており、約10万倍速くなっています。

「2006年のRS Ophの爆発では、暴走する熱核爆発や星の進化の終点などをより完全に理解するユニークな機会が得られました」とボード教授は語った。

「今や観察ツールを自由に使えるようになったため、21年前の私たちの取り組みは、比較するとかなり原始的に見えます。」

元のソース:RASニュースリリース

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