Det finns något gripande och spöklikt med forntida astronomer som dokumenterar saker på himlen vars natur de bara kunde gissa på. Det är sant i fallet med Père Dom Anthelme, som 1670 såg en stjärna plötsligt brast i sikten nära huvudet för stjärnbilden Cygnus, svanen. Föremålet var synligt med det blotta ögat i två år, då det blossade upp i himlen upprepade gånger. Då blev det mörkt. Vi kallar föremålet CK Vulpeculae.
Anthelme kunde inte ha vetat vad objektet var, och moderna astronomer har kämpat för att förstå dess natur också. Moderna astronomer märkte det som en nova - en stjärna som blossar ljust när den kastar ut material. Men en ny studie antyder att CK Vulpeculae i själva verket är ett mycket sällsynt objekt; resterna av en kollision mellan en vit dvärg och en brun dvärg. Och Anthelme var den första personen som såg en.
Ett internationellt team av astronomer gjorde denna upptäckt med hjälp av Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) av teleskoper i Chile. Studien leddes av astrofysiker vid Keele University (England) och publiceras i de månatliga meddelandena från Royal Astronomical Society. I teamet ingick två professorer i fysik och astronomi vid University of Minnesota: Charles Woodward och Robert Gehrz.
En vit dvärg är sluttillståndet för en stjärna som vår sol. När bränslet är borta lyser den vita dvärgen på grund av lagrad termisk energi. Ingen mer fusion äger rum. Cirka 97% av stjärnorna i Vintergatan slutar som vita dvärgar.
En brun dvärg är också känd som en misslyckad stjärna. Det är ett objekt som aldrig fick tillräckligt med massa för att utlösa fusion. De är mellan cirka 15 och 75 gånger Jupiters massa.
När det gäller CK Vulpeculae var de två dvärgstjärnorna binära följeslagare som troligen kretsade varandra i miljarder år. Denna binära konfiguration är normal för stjärnor och astronomer tror att de flesta stjärnor börjar på detta sätt. Men binära stjärnor är sällan identiska tvillingar, och i detta fall var den vita dvärgen större; tio gånger större. Det var en gravitationsbulle.
"Det var strimlat, och dess rester snurrade ut i två strålar." - Professor Charles Woodward, College of Science and Engineering, University of Minnesota.
Så småningom kolliderade de två stjärnorna, och den bruna dvärgen förstördes. Professor Charles Woodward från University of Minnesota beskrev det så här: ”Det var som om du satte salsafixeringar i en mixer och glömde att sätta på locket. Den vita dvärgen var som bladen i botten och den bruna dvärgen var ätbara. Det var strimlat, och dess rester snurrade ut i två strålar - som en stråle av goop som skjuter från toppen av din mixer när du letade ömt efter locket. "
Den bruna dvärgen rivs isär av sin större vita syskon. Restarna kolliderade med ytan på den vita dvärgen, och den vita dvärgens intensiva tyngdkraft överhettade materialet från den bruna dvärgen. Detta orsakade termonukleär "förbränning" av materialet, och utkast av molekyler och isotoper. Detta är arten av den ljusstyrka som Anthelme såg för 348 år sedan, men han kunde aldrig ha gissat det.
"Kollisioner som denna skulle kunna bidra till den kemiska utvecklingen av vår galax och universum." - Professor Robert Gehrz, University of Minnesota.
Det matade materialet är det som ger CK Vulpecula sin timglasform. I teleskopbilden är den kompakta, ljusa centrala formen den vita dvärgen, och timglaset är resterna av den bruna dvärgen. Objektet, även känt som CK Vul, kastar fortfarande ut material till denna dag.
Beviset för CK Vulpeculae
En aning om att detta är en kollisionsrester är i de organiska molekylerna som formaldehyd och metylalkohol som finns i timglaset. Dessa molekyler kunde aldrig ha överlevt i en stjärnas inre och måste ha producerats i kollisionen.
Mängden damm i skräpet är en annan ledtråd. Dammet uppgick till cirka en procent av solens massa, vilket är mycket för högt för en nova. "Det är för högt för ett klassiskt novautbrott och för lågt för sammanslagningar av mer massiva stjärnor, som tidigare hade föreslagits," sa Sumner Starrfield, en professor vid Arizona State University som deltog i studien.
"Kollisioner som denna kan bidra till den kemiska utvecklingen av vår galax och universum", konstaterade Minnesota's Gehrz. "Det utkastade materialet reser ut i rymden, där det integreras i nya generationer av stjärnor."
Många gånger genom historien observerade astronomer saker som de omöjligt kunde hoppas förstå. Det händer fortfarande idag. I vår moderna tid är vi fortfarande förvirrade av mörk energi, mörk materia och svarta hål.
Vad kommer framtida generationer att tänka på våra försök att förstå vad vi ser på himlen idag? Även om våra instrument är mycket kraftfullare och vår kunskap mycket mer detaljerad, står vi fortfarande inför en horisont över vilken vi är okunniga. Liksom Per Dom Anthelme har vi fortfarande gissat om några saker vi ser på himlen.
- AAAS Pressmeddelande: "Forskare upptäcker ny typ av stellar kollision"
- Forskningsdokument: "ALMA avslöjar efterdyningarna av en vit dvärgbrun dvärgsammanslagning i CK Vulpeculae"
- ALMA Observatory Pressmeddelande: ”När är en Nova inte en" Nova "? När en vit dvärg och en brun dvärg kolliderar "
- European Southern Observatory: “Through the Hourglass”
