Jenis baru ledakan bintang termonuklir

Sebuah tim astronom dengan bantuan European Southern Observatory teleskop yang sangat besar (ESOVLT) jenis ledakan bintang baru – mikronova. Ledakan ini terjadi di permukaan beberapa bintang, dan masing-masing dapat membakar sekitar 3,5 miliar Piramida Agung Giza dari materi bintang hanya dalam beberapa jam.

“Kami telah mendeteksi dan mengidentifikasi untuk pertama kalinya apa yang kami sebut mikronova,” jelas Simon Scaringi, astronom di Durham University di Inggris, yang memimpin studi tentang letusan yang diterbitkan hari ini di Nature. “Fenomena ini menantang pemahaman kita tentang bagaimana ledakan termonuklir terjadi di bintang. Kami pikir kami tahu, tetapi penemuan ini menunjukkan cara yang sama sekali baru untuk mencapainya,” tambahnya.

Para astronom telah menemukan jenis ledakan baru yang terjadi di katai putih Bintang-bintang berada dalam sistem bintang dua. Video ini merangkum penemuan tersebut.

Micronova adalah peristiwa yang sangat kuat, tetapi kecil dalam skala astronomi; Mereka jauh kurang energik daripada ledakan bintang yang dikenal sebagai nova, yang telah dikenal para astronom selama berabad-abad. Kedua jenis ledakan tersebut terjadi pada katai putih, bintang mati yang massanya sama dengan matahari kita, tetapi sekecil Bumi.

Sebuah katai putih dalam sistem dua bintang dapat mencuri materi, sebagian besar hidrogen, dari bintang pendampingnya jika mereka cukup dekat satu sama lain. Ketika gas ini jatuh di permukaan super panas bintang katai putih, itu menyebabkan atom hidrogen melebur menjadi helium secara eksplosif. Dalam supernova, ledakan termonuklir ini terjadi di seluruh permukaan bintang. “Ledakan seperti itu menyebabkan seluruh permukaan katai putih terbakar dan bersinar terang selama beberapa minggu,” jelas rekan penulis Nathalie Degenar, seorang astronom di Universitas Amsterdam di Belanda.

Kesan seniman ini menunjukkan sistem dua bintang di mana mikronova dapat terjadi. Cakram biru yang mengorbit katai putih terang di tengah gambar terbuat dari bahan, sebagian besar hidrogen, yang telah dicuri dari bintang pendampingnya. Menuju pusat piringan, katai putih menggunakan medan magnetnya yang kuat untuk mengarahkan hidrogen ke kutubnya. Ketika materi jatuh di permukaan bintang yang panas, itu menyebabkan ledakan mikronova, yang terkandung oleh medan magnet di salah satu kutub katai putih. Kredit: ESO/M. Kornmeiser, El Calcada

Micronova adalah ledakan serupa yang lebih kecil dan lebih cepat, hanya berlangsung beberapa jam. Mereka terjadi di beberapa katai putih dengan medan magnet yang kuat, yang mengarahkan material ke kutub magnet bintang. Untuk pertama kalinya, kita sekarang telah melihat bahwa fusi hidrogen juga dapat terjadi secara lokal. Bahan bakar hidrogen dapat terkandung di dasar kutub magnet beberapa katai putih, jadi fusi hanya terjadi di kutub magnet ini,” kata Paul Grote, astronom di Radboud University di Belanda dan rekan penulis studi tersebut.

“Ini mengarah pada ledakan bom fusi mikronova, yang memiliki kekuatan sekitar sepersejuta ledakan nova, oleh karena itu dinamakan micronova,” lanjut Groot. Meskipun “sebagian” mungkin menunjukkan bahwa peristiwa ini kecil, jangan salah: hanya satu dari letusan ini yang dapat membakar sekitar 20.000.000 triliun kilogram, atau sekitar 3,5 miliar Piramida Agung Giza.^[1]

Kesan seniman ini menunjukkan sistem dua bintang, dengan katai putih (di latar depan) dan bintang pendamping (di latar belakang), di mana mikronova dapat terjadi. Katai putih mencuri materi dari temannya, yang diarahkan ke kutubnya. Ketika materi jatuh di permukaan panas katai putih, itu menyebabkan ledakan mikronova, yang terletak di salah satu kutub bintang. Kredit: Mark Garlick

Struktur mikro baru ini menantang pemahaman astronom tentang ledakan bintang dan mereka mungkin lebih berlimpah dari yang diperkirakan sebelumnya. “Ini hanya menunjukkan betapa dinamisnya alam semesta. Peristiwa ini sebenarnya sangat umum, tetapi karena sangat cepat, sulit untuk menangkapnya dalam aksi,” jelas Scaringi.

Tim pertama kali menemukan erupsi mikro misterius ini saat menganalisis data dari NASASatelit Survei Transit Exoplanet (kambing jantan). “Melihat data astronomi yang dikumpulkan oleh TESS NASA, kami menemukan sesuatu yang tidak biasa: kilatan cahaya optik yang terang yang berlangsung selama beberapa jam. Untuk penelitian lebih lanjut, kami menemukan beberapa sinyal serupa,” kata Degenar.

Video ini menunjukkan animasi ledakan Micronova. Cakram biru yang mengorbit katai putih terang di tengah gambar terbuat dari bahan, sebagian besar hidrogen, yang telah dicuri dari bintang pendampingnya. Menuju pusat piringan, katai putih menggunakan medan magnetnya yang kuat untuk mengarahkan hidrogen ke kutubnya. Ketika materi jatuh di permukaan bintang yang panas, itu menyebabkan ledakan mikronova, yang terkandung oleh medan magnet di salah satu kutub katai putih. Kredit: ESO/L. Calsada, M. jagung manis

Tim mengamati tiga mikronova menggunakan TESS: dua dikenal sebagai katai putih, tetapi yang ketiga memerlukan pengamatan lebih lanjut menggunakan instrumen X-shooter pada VLT ESO untuk mengonfirmasi status katai putih.

“Dengan bantuan Teleskop Sangat Besar ESO, kami menemukan bahwa semua kilatan cahaya ini dihasilkan oleh katai putih,” kata Degenar. “Pengamatan ini sangat penting untuk interpretasi hasil kami dan penemuan Micronova,” tambah Scaringi.

Animasi artis ini menunjukkan sistem dua bintang di mana satu komponen adalah bintang biasa dan yang lainnya adalah katai putih yang muncul dikelilingi oleh piringan gas dan debu. Sebuah katai putih dalam sistem dua bintang dapat mencuri materi, sebagian besar hidrogen, dari bintang pendampingnya jika mereka cukup dekat satu sama lain. Kredit: ESO/M. Kornmeiser

Penemuan makronova menambah daftar ledakan bintang yang diketahui. Tim sekarang ingin menangkap lebih banyak peristiwa yang sulit dipahami ini, yang akan membutuhkan survei skala besar dan pengukuran tindak lanjut yang cepat. Scaringi menyimpulkan, “Respon cepat dari teleskop seperti VLT atau Teleskop Teknologi Baru ESO dan berbagai instrumen yang tersedia akan memungkinkan kami untuk mengungkapkan secara lebih rinci apa mikropartikel yang penuh teka-teki ini.”

Referensi: “Ledakan termonuklir lokal dari akumulasi katai putih magnetik” oleh S. Scaringi, P. J. Groot, C. Knigge, A. J. Bird, E. Breedt, D. H. Buckley, Y. Cavecchi, N. D. Degenaar, D. de Martino, C. Done M .Frata, K. Ikevich, E. Cording, J.B. Lasota, C. Littlefield, C. F. Manara, M. O’Brien, P. Szkody dan FX Timmes, 20 April 2022, Tersedia di sini. sifat pemarah.
DOI: 10.1038 / s41586-022-04495-6

Catatan

1. Kami menggunakan triliun berarti satu juta (1.000.000.000.000 atau 10)¹²) dan miliar berarti seribu juta (1.000.000.000 atau 10⁹). Piramida Agung Giza di Kairo, Mesir (juga dikenal sebagai Piramida Khufu atau Piramida Khufu) memiliki berat sekitar 5.900.000.000 kg.

informasi lebih lanjut

Penelitian ini dipresentasikan dalam makalah berjudul “Ledakan termonuklir lokal dari akumulasi katai putih magnetik” yang muncul di sifat pemarah. Sebuah surat lanjutan berjudul “Memicu mikronova oleh fluks akresi yang dibatasi secara magnetis dalam akresi katai putih” telah diterima untuk diterbitkan di Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society.

tim aktif sifat pemarah Penelitian ini dilakukan oleh S. Scaringi (Center for Extragalactic Astronomy, Department of Physics, Durham University, UK [CEA]), P. J. Groot (Departemen Astrofisika, Radboud University, N? Megen, Belanda [IMAPP] dan Observatorium Astronomi Afrika Selatan, Cape Town, Afrika Selatan [SAAO] dan Departemen Astronomi, Universitas Cape Town, Afrika Selatan [Cape Town]), C. Knigge (Sekolah Fisika dan Astronomi, Universitas Southampton, Southampton, Inggris [Southampton]), A.J. Bird (Southampton), E. Breedt (Institute of Astronomy, University of Cambridge, UK), DAH Buckley (SAAO, Cape Town, Department of Physics, University of the Free State, Bloemfontein, Afrika Selatan), Y. Cavecchi (Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México), ND Degenaar (Institut Astronomi Anton Pannekoek, Universitas Amsterdam, Amsterdam, Belanda), D. de Martino (INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Naples, Italia), C. Selesai (CEA), M. Fratta (CEA), K. Ilkiewicz (CEA), E. Koerding (IMAPP), J.-P. Lasota (Pusat Astronomi Nicolas Copernicus, Akademi Ilmu Pengetahuan Polandia, Warsawa, Polandia, dan Institut Astrofisika di Paris, Universitas CNRS dan Sorbonne, Paris, Prancis), C. Littlefield (Departemen Fisika, Universitas Notre Dame, AS dan Departemen Astronomi, Universitas WashingtonSeattle, Amerika Serikat [UW]), CF Manara (Observatorium Selatan Eropa, Garching, Jerman [ESO]), M. O’Brien (CEA), P. Szkody (UW), FX Timmes (Sekolah Eksplorasi Bumi dan Antariksa, Universitas Negeri Arizona, Arizona, AS, Institut Bersama untuk Astrofisika Nuklir – Pusat Evolusi Elemen, AS) .