Kepler van NASA getuigt Vampire Star-systeem ondergaat super-uitbarsting

[univers]

NASA's Kepler-ruimtevaartuig is ontworpen om exoplaneten te vinden door te zoeken naar sterren die dimmen als een planeet het gezicht van de ster kruist. Gelukkig maakt hetzelfde ontwerp het ideaal voor het spotten van andere astronomische transiënten - objecten die na verloop van tijd oplichten of dimmen. Een nieuwe zoekactie met Kepler-archiefgegevens heeft een ongewone superuitbarsting aan het licht gebracht van een voorheen onbekende dwergnieuw . Het systeem lichtte minder dan een dag op met een factor 1600 voordat het langzaam vervaagde.

Het sterrenstelsel in kwestie bestaat uit een witte dwergster met een bruine dwerggenoot van ongeveer een tiende zo massief als de witte dwerg. Een witte dwerg is de overgebleven kern van een ouder wordende zonachtige ster en bevat ongeveer de waarde van een zon aan materiaal in een bol ter grootte van de aarde. Een bruine dwerg is een object met een massa tussen 10 en 80 Jupiters dat te klein is om kernfusie te ondergaan.

De bruine dwerg cirkelt om de 83 minuten om de witte dwergster op een afstand van slechts 250.000 mijl (400.000 km) - ongeveer de afstand van de aarde tot de maan. Ze zijn zo dichtbij dat de sterke zwaartekracht van de witte dwerg het materiaal van de bruine dwerg verwijdert en de essentie ervan wegzuigt als een vampier. Het gestripte materiaal vormt een schijf terwijl deze in de richting van de witte dwerg loopt (bekend als een accretieschijf).


Deze illustratie toont een nieuw ontdekt dwergnova-systeem, waarin een witte dwergster materiaal van een bruine dwerggenoot trekt. Het materiaal verzamelt zich in een accretieschijf totdat het een omslagpunt bereikt, waardoor het plotseling helderder wordt. Met behulp van archiverende Kepler-gegevens heeft een team een ​​eerder ongeziene en onverklaarbare, geleidelijke intensivering waargenomen, gevolgd door een super-uitbarsting waarbij het systeem in minder dan een dag met een factor 1.600 oplichtte.
Credits: NASA en L. Hustak (STScI)

De kans was groot dat Kepler in de goede richting keek toen dit systeem een ​​super-uitbarsting onderging die meer dan 1000 keer oplichtte. In feite was Kepler het enige instrument dat er getuige van kon zijn, omdat het systeem op dat moment te dicht bij de zon stond vanuit het oogpunt van de aarde. Kepler's snelle cadans van waarnemingen, die elke 30 minuten gegevens verzamelde, was cruciaal voor het vangen van elk detail van de uitbarsting.

Het evenement bleef verborgen in het archief van Kepler totdat het werd geïdentificeerd door een team onder leiding van Ryan Ridden-Harper van het Space Telescope Science Institute (STScI), Baltimore, Maryland en de Australian National University, Canberra, Australië. "In zekere zin hebben we dit systeem per ongeluk ontdekt. ​​We waren niet specifiek op zoek naar een super-uitbarsting. We waren op zoek naar elke vorm van voorbijgaande aard," zei Ridden-Harper.

Kepler legde het hele evenement vast en zag een langzame toename van de helderheid gevolgd door een snelle intensivering. Hoewel de plotselinge opheldering wordt voorspeld door theorieën, blijft de oorzaak van de langzame start een mysterie. Standaardtheorieën van accretieschijffysica voorspellen dit fenomeen niet, dat vervolgens is waargenomen in twee andere super-uitbarstingen van dwerg nova.

"Deze dwerg nova-systemen zijn al tientallen jaren onderzocht, dus het is best lastig om iets nieuws te ontdekken", zegt Ridden-Harper. "We zien overal accretieschijven - van nieuw gevormde sterren tot superzware zwarte gaten - dus het is belangrijk om ze te begrijpen."

Theorieën suggereren dat een super-uitbarsting wordt geactiveerd wanneer de accretieschijf een omslagpunt bereikt. Terwijl het materiaal ophoopt, wordt het groter totdat de buitenrand zwaartekrachtresonantie ervaart met de bruine dwerg in een baan. Dit kan een thermische instabiliteit veroorzaken, waardoor de schijf oververhit raakt. Waarnemingen tonen inderdaad aan dat de temperatuur van de schijf stijgt van ongeveer 5000 - 10.000 ° F (2.700 - 5.300 ° C) in zijn normale toestand tot een hoogtepunt van 17.000 - 21.000 ° F (9.700 - 11.700 ° C) bij de piek van de super- uitbarsting.

Dit type dwerg nova-systeem is relatief zeldzaam, met slechts ongeveer 100 bekend. Een individueel systeem kan jaren of decennia tussen uitbarstingen doorgaan, waardoor het een uitdaging is om er één op heterdaad te betrappen.

"De detectie van dit object geeft hoop op het detecteren van nog zeldzamere gebeurtenissen die verborgen zijn in Kepler-gegevens," zei co-auteur Armin Rest van STScI.

Het team is van plan Kepler-gegevens, evenals gegevens van een andere exoplanet-jager, de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) -missie, voort te zetten op zoek naar andere transiënten.

"De continue observaties door Kepler / K2, en nu TESS, van deze dynamische stellaire systemen stellen ons in staat om de vroegste uren van de uitbarsting te bestuderen, een tijddomein dat bijna onmogelijk te bereiken is vanaf grondobservatoria," zei Peter Garnavich van de Universiteit van Notre Dame in Indiana.

https://www.nasa.gov/feature/goddard/20 ... r-outburst