11. ožujka 1437. godine, skupina kraljevskih astronoma u promatračkom tornju u Seulu u Koreji promatrala je kako sjajan bijeli bljesak osvjetljava noćno nebo. Jedan od pet promatrača pažljivo je zabilježio ono što su vidjeli: "Počela se viđati gostujuća zvijezda između druge i treće zvijezde Wei [Scorpius] ... To je trajalo 14 dana."
Povezani sadržaj
- Kako je anksioznost pomračenja pomogla postaviti temelje za modernu astronomiju
- Većina litija u svemiru krivotvorena je u eksplodirajućim zvijezdama
Iako to tada nisu znali, svjetlucava "gostujuća zvijezda" nastala je od događaja nasilnijeg nego što samo ime govori: eksplozije nove. Sada su pomoću korejskih zapisa kao i staklenih fotografskih ploča sa Sveučilišta Harvard moderni astrofizičari ponovno otkrili zvijezdu i rekonstruirali životni ciklus binarnog sustava zvijezda.
„Prava novost u ovom istraživanju je to što imamo neosporni i izuzetno točan sat, “ zahvaljujući drevnim Korejcima, kaže Michael Shara, vodeći autor studije i astrofizičar iz Američkog muzeja prirodne povijesti. „U astronomiji gotovo nikada ništa ne mjerite s točnošću većom od 20 ili 30 posto. Evo, znamo što se događa s tim danom. "
Istraživanje objavljeno u srijedu u časopisu Nature proučava evoluciju binarnog sustava, nebesko spajanje u kojem su dvije zvijezde dovoljno blizu da ih gravitacija tjera da orbitiraju jedni druge. Oko 70 posto zvijezda spada u ovu kategoriju, a njihova veza je sve samo ne mirna. Veća od dvije zvijezde je bijeli patuljak, super gusta zvijezda s masom ne većom od 8 puta većom od našeg Sunca. (Zapravo, naše će Sunce vjerojatno postati bijeli patuljak za 5 milijardi godina.)
"Da stojite na bijelom patulju, bili biste spljošteni na uljnoj mrlji", kaže Josh Grindlay, koautor studije i glavni istraživač na projektu Digital Access to Sky Century @ Harvard (DASCH).
Dugogodišnji pratitelj bijelog patuljaka je manji, patuljasti crveni patuljak. Bijeli patuljak nemilosrdno kanibalizira svog partnera, sipajući materiju i skupljajući je u prsten oko svoje atmosfere. Taj se oreol nadzemne materije naziva "disk za izbacivanje". Povremeno se količina materije koja izlijeva iz manje zvijezde u njenog gladnog partnera dovoljno povećava da se bijeli patuljak drastično osvijetli, poput baterijske lampe koja se iznenada uključuje. To je poznato kao "kataklizmička varijabla".
Ono što su korejski astronomi primijetili prije gotovo 600 godina bilo je još dramatičnije. Bili su svjedoci nečemu što se zove nova, a to je kada materija koja se nakuplja u atmosferi bijelog patuljka dosegne kritičnu masu i izazove lanac nuklearnih reakcija, narasteći čak milijun puta svjetlije od sunca. Za razliku od supernove, zvijezda koja prolazi kroz novu ne eksplodira u potpunosti; samo njegova atmosfera čini. Bijeli patuljak na kraju ponovno pređe u stanje „hibernacije“, ispijajući materiju od svog partnera. U tom je stanju jedini preostali trag njegove nasilne erupcije oblak izbačene materije poznat kao školjka.
"Novae se često opisuju kao treće najenergičnije eksplozije u svemiru - prvo je Veliki prasak, a drugi su supernove i eksplozije gama zraka", kaže Jeremy Drake, stariji astrofizičar iz Harvard-Smithsonian Centra za astrofiziku.
Prije toga, istraživači nisu bili sigurni jesu li se nove i kataklizmičke varijable pojavile u istom sustavu ili su neki sustavi proizveli novae, dok drugi ostaju kataklizmičke varijable. "Činjenica da možemo pratiti ovaj konkretni novi događaj iz korejskih opažanja i vidjeti da je ova zvijezda sada pod normalnim kataklizmičkim promjenjivim ponašanjem, nedostaje djelić zagonetke koji nam govori da su nova i kataklizmičke varijable isti sistem koji prolazi ciklično epizode ”, kaže Drake.
Za Shara je otkrivenje još zahvalnije. 30 godina je tražio fizički dokaz za svoju hipotezu da binarni sustavi postoje u evolucijskom stanju, poput "leptira i gusjenica". Nakon što je pogledao malo drugačiju lokaciju nego što je očekivao, konačno je pronašao - ili bolje rečeno, ponovno otkrio - ovaj bijeli patuljak, sjedi unutar svoje nove školjke. A sa staklenim pločama iz DASCH-a, koje su Harvard astronomi i "računala" koristili za fotografiranje neba 100 godina - Shara je mogla vidjeti istu zvijezdu kako prolazi kroz patuljčasta-nova izljeva (one trenutke treperenja svjetlosti) 1934., 1935. i 1942.
Za ovo strahovito otkriće dugujemo dug zahvalnosti kraljevskim promatračima koji je naručio korejski kralj Sejong, koji je vladao od 1418. do 1450. godine i izgradio "jednu od najboljih astronomskih opservatorija na svijetu", piše Joseph Needham u dvorani Nebeski zapisi: Korejski astronomski instrumenti i satovi . Osim što su izgradili više opservatorija i astronomskih instrumenata (uključujući revolucionarni samonikli vodeni sat), kraljevski astronomi također su napravili dovoljno precizno promatranje mjeseca, sunca i pet planeta kako bi predvidjeli svoje buduće kretanje tijekom 1442. godine.
Knjiga u koju su zabilježena ova opažanja i predviđanja Chilijeongsan (Izračuni sedam svjetiljki) je "dokaz korejske astronomije na njenoj najvišoj razini u suvremenom svijetu", piše povjesničar Park Seong-Rae iz znanosti i tehnologije u korejskoj povijesti: Izleti, Inovacije i problemi . Ni ovo nije prvi put da su moderni astronomi imali koristi od pažljivih izračuna ranih zvijezda. Drevni narodi koji prate pomračenje Sunca i Mjeseca kroz Aziju i Bliski Istok postavili su temelj za budući znanstveni napredak, izvještava Maya Wei-Haas za Smithsonian.com .
Ali iako smo razotkrili jedno veliko pitanje o životnom ciklusu nove, Shara vjeruje da treba još toga što treba rasvijetliti. „Prolazi li bilo koji od ovih sustava u najdubljim fazama hibernacije, gdje stopa prijenosa mase postaje tisućama puta manja ili bi mogla čak pasti na nulu? Postoji li vrijeme koje zvijezde ne komuniciraju? To je nepoznanica ", kaže on. Sve što za sada znamo jest da se ciklus - nova, hibernacija, kataklizmička varijabla - ponavlja tisućama puta tijekom dugog životnog vijeka binarnog sustava.
Na kraju tog životnog ciklusa, kanibalizirana vodikova zvijezda na kraju gubi status zvijezde. "Ona postaje smeđi patuljak, zatim planet, zatim stjenovita jezgra planeta, a onda je vjerojatno usitnjen u asteroidni pojas", kaže Shara.
Iako Shara planira nastaviti promatrati nebo za dodatne dokaze o tome što slijedi za binarne sustave, on sumnja da bi više njegovih kolega moglo otići kopati u prošlost i potjerati novae. Čini se da je Drake, s jedne strane, želio preuzeti zavoj. "Ne znam koliko ih vreba, ali siguran sam da ima još primjera u arhivima koji se mogu pratiti", kaže Drake, koji nije bio povezan sa studijom. Dodaje da, dok bi egzoplaneti mogli dobiti lavovski dio pozornosti javnosti, nove i kataklizmičke varijable doista su zabavne.
"Zvjezdana evolucija i fizika interakcije zvijezda i eksplozivne dinamike - oni su zaista fascinantan sustav za istraživanje", kaže on.
