Tänk på det dramatiska binära systemet för RS Ophiuchi. Var 20: e år eller så uppstår det ackumulerade materialet som en novaexplosion och lyser stjärnan tillfälligt. Men detta är bara en föregångare till den oundvikliga kataklymen - när den vita dvärgen kollapsar under denna stulna massa och sedan exploderar som en supernova. Dr Jennifer Sokoloski har studerat RS Ophiuchi sedan det blossade upp tidigare i år; hon diskuterar vad de har lärt sig hittills och vad som kommer att komma.
Lyssna på intervjun: Inevitable Supernova (5,5 MB)
Eller prenumerera på Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Vad såg du på RS Ophiuchi?
Dr Jennifer Sokoloski: Vi tittade på det binära systemet som hade en novaexplosion. Titta i röntgenstrålarna, vi något som var relaterat till det faktum att denna binära faktiskt är ett extremt ovanligt system för en nova. I de flesta noverna har du en binär, så två stjärnor, som är gravitationsbundna och kretsar kring varandra, och en av dem är en vit dvärg. Material på den vita dvärgens yta hopar sig och högar upp tills det blir så tätt, och under så högt tryck och under sådana värmevillkor att det kommer att genomgå en termonukleär explosion. På en normal novaproducerande binär matar den ut material till relativt fritt utrymme. I det här är det som hände att det matade ut detta material i en mycket tät nebulosa. För det var i en ovanlig miljö. När materialet som kastades ut från explosionen kraschade genom denna nebulosa fick det chock uppvärmdes och gav mycket starka röntgenutsläpp. Det var vad vi tittade på. Det tillät oss att bestämma vissa egenskaper för det här som kastades ut.
Fraser: Så låt oss se om jag förstår rätt, du har den vita dvärgstjärnan och den går runt en annan röd jättestjärna. Och det finns rester kvar från de grejer som dessa stjärnor har avgivit tidigare.
Dr. Sokoloski: Ja, precis, den röda jätten har en stark vind normalt, inte relaterat till novan. Det producerar en vind, och så innan nova inträffade kan du tänka på den här binären som att den är uppslukad i denna täta nebula, denna täta vind från den röda jätten. Och så när nova exploderade har det här allt materialet att krascha in i, och det var det som fick den att lysa upp och tillät oss att se något som du normalt inte ser i en nova.
Fraser: Om hur ofta skulle detta hända? Det drar bort detta material och staplar upp det och exploderar sedan. Hur ofta skulle det hända?
Dr. Sokoloski: Det är en bra fråga, för det återigen belyser varför RS Oph är annorlunda än de flesta noverna. För de flesta noverna tar det ungefär 10 000 år för materialet att staplas tillräckligt för att det kan antändas. I RS Oph tar det bara 20 år. Det är en av de kortaste tiderna mellan novaexplosioner på samma stjärna. Anledningen till detta är att den vita dvärgen är mycket massiv. När du har en vit dvärg som är väldigt massiv är gravitationsfältet vid ytan väldigt mycket starkt. Så när materialet högar upp, träffar vinden från den röda jätten den vita dvärgen och börjar staplas och staplas. Det är i ett så starkt gravitationsfält att fältet gör en del av krossningen. Så den krossar den ner och gör att den kan antändas med mycket mindre material än på ett mer standard sätt med en vit dvärg.
Fraser: Låt oss nu säga att vi befann oss i detta system, hur skulle det se ut?
Dr. Sokoloski: Du har en mycket stor röd jätte, och massor av vind som blåser bort den röda jätten. Och vinden glöder faktiskt. Det är i själva verket glödande strålning. Den vita dvärgen, som är i närheten, är liten. Det är jordens storlek, och den röda jätten är mycket större - säg 40 gånger solens storlek. Den vita dvärgen har förmodligen en skiva runt sig, eftersom systemet har vinkelmoment eftersom dessa två föremål kretsar runt varandra. Materialet bildar en skiva runt den vita dvärgen, och så har du den röda jätten, den lilla vita dvärgen med ackretionsskivan. Innan nova händer, är det lite lyckligt i den konfigurationen. Sedan när nova inträffar, förändras saker dramatiskt. Explosionen släpper ut allt detta material från ytan på den vita dvärgen och utplånar skivan. Disken torkas bort. Det ger en chockvåg som rör sig utåt mycket snabbt. Inom en dag eller två är chockvågen större än det binära systemet och rör sig sedan utåt och utåt. Vi observerade detta, i princip inom de första tre veckorna. Och så vid den tiden, på dag 2 hela vägen under de första tre veckorna, tittar vi på utsläpp relaterade till denna chockvåg som rör sig utåt nu är mycket större än storleken på den binära.
Fraser: Och du säger att denna rörelse genom det här materialet berättar lite om vad som händer. Vilken typ av information har du kunnat samla in här?
Dr. Sokoloski: Det finns två huvudsakliga saker. Om du tittar på hastigheten på chockvågen, berättar det något om mängden material som verkligen driver chocken. Särskilt när materialet börjar sakta ner. Om du till exempel hade materialet på den vita dvärgen - en massiv hög med bränslet - och som antänds och får utkastas, om det är väldigt massivt, skulle det flytta ut med konstant hastighet under ganska lång tid, typ av ogenomträngligt för nebulosan. Det skulle röra sig utåt tills nebulan börjar påverka för att bromsa den. Vi såg något som var motsatsen till det. Chockvågen började nästan omedelbart avta. Så det som säger oss är att mängden material som driver chockvågen är liten jämfört med mängden material som finns i nebulosan. Så genom att titta på dynamiken i denna chock kan vi lära oss om mängden material som finns på ytan av den vita dvärgen, och som i sin tur säger att den vita dvärgen är väldigt massiv, eftersom jag, som jag sa förut, för att få en novaexplosion med mycket liten massa, säger vi att den vita dvärgen måste vara mycket tung själv.
Fraser: Och betyder en tung vit dvärg något?
Dr. Sokoloski: Det här är en av de mest intressanta konsekvenserna. Vita dvärgar kan bara bli så massiva. Om det kommer för nära ett speciellt nummer, som är cirka 1,4 gånger solens massa, kommer det att explodera i en supernova. Det kan bara inte hålla upp mer vikt än så. Och vad vi hittade är att den vita dvärgen faktiskt är just vid den gränsen. Så genom att titta på denna mindre explosion, denna nova, vad vi finner är att den vita dvärgen är väldigt nära att explodera i en mycket större händelse, en supernova. Faktum är att den typen av supernova är särskilt intressant för många eftersom det är vad folk använder för att studera universums expansion.
Fraser: Rätt, det här är en supernova av typ 1A. Vilka konsekvenser detta har i miljön hos denna dåliga duo.
Dr. Sokoloski: Tja, om det händer är alla satsningar avstängda. Jag vet inte vad som skulle hända med den röda jätten. Men ur vårt perspektiv, från jordens perspektiv, om du inte ens var på ett osäkert avstånd nära det binära. Härifrån skulle det vara en mycket dramatisk sak. Du skulle titta upp på himlen och det skulle vara en av de ljusaste sakerna på himlen. Det skulle inte vara lika ljust som månen, men det skulle vara ljusare än någon planet. Det är därför folk använder dem för kosmologi, eftersom dessa explosioner är så ljusa, du kan se dem väldigt långt borta i universum. Så en anledning till att det är intressant att vi ser det innan stjärnan har gått supernova är att människor brukar titta på system som detta efter att de har gått supernova. Och så nu har vi möjlighet att prova och studera det, och lära oss om dessa typer av system, innan supernova inträffar, och förhoppningsvis kommer det att hjälpa oss att förstå några av finesserna i hur ljus supernova är, och hur de används i kosmologi.
Fraser: Och hur mycket tid tror du att du har fått innan du tappar ditt forskningsämne?
Dr. Sokoloski: Tja, det skulle hålla mig upptagen resten av min karriär, så jag skulle inte förlora någonting. Men jag vet inte. Det är svårt att svara på din fråga, för vi vet att den ligger i spetsen - det är väldigt nära att gå supernova - men jag kan inte säga om det kommer att bli i morgon eller 1000, eller 100 000 år från och med tyvärr.
Fraser: Tror du att det inom 100 000 år är troligt?
Dr. Sokoloski: Så ja, i den meningen, i universums tidsskala, i en kosmologisk tidsplan, kommer det att hända mycket snart. Bara ur ett mänskligt perspektiv, att det är svårt att säga; om det snart är 10 000 eller 100 000 år.
Fraser: Tja, låt oss säga att det inte exploderar inom de närmaste åren och förändrar ditt arbete, vad ska du leta efter?
Dr. Sokoloski: Det påminner mig om det andra svaret på din fråga där du frågade, vad lär vi oss av detta. Den andra saken, medan vi tittade på denna explosion flytta utåt var att vi såg att det finns vissa förväntningar på hur ljusstyrkan skulle förändras om du hade en perfekt sfärisk rörelse utåt, med vissa andra egenskaper som folk förknippas med - att teoretiker arbetar med dessa olika föremål antar. Vi observerade att dessa egenskaper inte följdes, att ljusstyrkan minskade mycket snabbare. Och så det säger att det är möjligt att detta inte är ett snyggt sfäriskt skal. Vissa radioobservationer har visat oss att du faktiskt kan ha en ringstruktur med strålar. Vi vet att det finns jetflygplan, vi har sett dem i radion, och så nu gör många människor arbete för att försöka förstå i system som detta, i RS Oph själv och andra stjärnexplosioner, vad som producerar dessa strukturer som inte är enkla sfäriska utflöden men strålar som är ett vanligt fenomen i stjärnexplosioner och även i universum. Från galaxer människor ser jetstråler, det verkar vara en mycket vanlig struktur. Så för RS Oph, vi försöker förstå, är detta något som är iboende för en novaexplosion, att själva explosionen är asymmetrisk och inte på samma styrka över hela stjärnans yta. Är överallt densamma eller är det starkare eller svagare vid polerna, till exempel, eller vid ekvatorn. Eller är det möjligt att det finns något i miljön? Eftersom detta är en binär stjärna, är det ett system med en föredragen axel och rotationsplan som ejecta interagerar med. Material som kan finnas på en disk runt det binära, och det är vad som producerar strukturen vi ser. Så jag antar att nästa steg för RS Oph är: varför är det asymmetriskt, varför får du jetplan?
