V1309 Scorpii

V1309 Scorpii

Dane obserwacyjne Epoka J2000.0 ( ICRS ) Równonoc J2000.0 ( ICRS )
Konstelacja	Scorpiusa
Rektascensja	17 godz. 57 m 32,93830 sek
Deklinacja	−30° 43′ 09,96739″
Pozorna wielkość (V)	7,9 maks.
Odwołania do bazy danych
SIMBAD	dane

V1309 Scorpii (znany również jako V1309 Sco ) to kontaktowy układ podwójny , który połączył się w pojedynczą gwiazdę w 2008 roku w procesie znanym jako świecąca czerwona nowa . Była pierwszą gwiazdą, która dostarczyła niezbitych dowodów na to, że kontaktowe układy podwójne kończą swoją ewolucję w gwiezdnej fuzji . Jej podobieństwa do V838 Monocerotis i V4332 Sagittarii pozwoliły naukowcom zidentyfikować te gwiazdy również jako połączone układy podwójne kontaktowe.

Odkrycie

V1309 Scorpii została odkryta niezależnie 2 września 2008 roku przez trzy grupy: Koichi Nishiyama i Fujio Kabashima, Yukio Sakurai oraz Guoyou Sun i Xing Gao. Pierwotnie został zidentyfikowany jako przejściowy obiekt znajdujący się w pobliżu zgrubienia galaktycznego podczas rektascensji 17 ^h 57 ^m 32,93 ^s ± 0 ^s 0,01 i deklinacji −30° 43′ 10″ ± 0″.1. Astronomowie, którzy ją znaleźli, zauważyli, że była niewidoczna dla ich teleskopu granicznego 12 mag zaledwie kilka dni przed jej odkryciem, co wskazuje, że niedawno przeszła w nową. Przed erupcją jej słabość i bliskość gwiazdy USNO-B1.0 0592-0608962 ( jasność B = 16,9 i R = 14,8) zaledwie 1,14 cala od niej utrudniały jej wykrycie. Kiedy została odkryta, uważano, że V1309 Scorpii jest niczym więcej niż klasyczną nową .

Identyfikacja jako gwiezdne połączenie

Krzywa światła w bliskiej podczerwieni ( pasmo I ) dla V1309 Scorpii, wykreślona z danych OGLE

Natychmiast po erupcji grupa astrofizyków kierowana przez Elenę Mason z Europejskiego Obserwatorium Południowego przeprowadziła badanie widma V1309 Sco po wybuchu . Pierwotnie celem tego badania była analiza wzorców absorpcji metali ciężkich w klasycznej nowej, ale autorzy nie zdawali sobie sprawy, że nie była to nowa klasyczna. Analizując widmo, Mason i in. zakładał, że V1309 Scorpii był otoczony przez powoli rozszerzającą się powłokę gazową, która jest gęstsza w płaszczyźnie równikowej, ustępując miejsca wąskiemu widmu absorpcji z tego gęstego obszaru i szerszemu spektrum emisji wokół niego. Nachylenie tej płaszczyzny równikowej z linii wzroku obserwatora pozostawia w większości widoczną tylko czapę polarną. Region ten zbliżałby się wtedy do obserwatora, jak wskazuje ogólne przesunięcie ku błękitowi widma. Co więcej, obecność wyrzutu z czapy polarnej przy różnych prędkościach wyjaśnia obserwowane skrzydła o dużej prędkości w szeregu Balmera. Zachowanie stosunku Hα/Hβ, które zmniejszało się przez nieco ponad miesiąc przed wystrzeleniem do poziomu nasycenia i utrzymywało się na wysokim poziomie kilka miesięcy później, było jedną z wielu cech widmowych, w tym również wyraźnych linii zabronionych, które odróżniały V1309 Scorpii od klasycznych nowych i bardziej podobne do czerwonych nowych.

Podążając za Masonem i in. badania, Romuald Tylenda i współpracownicy, którzy wcześniej używali modeli teoretycznych, aby udowodnić, że czerwone nowe mogą być wynikiem łączenia się gwiazd, zwrócili się do zbadania V1309 Scorpii. Ze względu na bliskość Centrum Galaktyki , V1309 Scorpii znajdował się w polu widzenia Eksperymentu Optycznego Soczewkowania Grawitacyjnego (OGLE), który przez kilka lat przed erupcją zbierał dane o jasności V1309 Scorpii z dokładnością do 0,01 magnitudo. Jasność gwiazdy stopniowo rosła w latach 2001-2007, zanim nieco spadła przed erupcją w 2008 roku. Podczas tej erupcji jasność wzrasta o 10 mag, czyli około 1 × 10 ⁴ . Następnie gwiazda gwałtownie zmniejszyła swoją jasność w okresie obserwowanym widmowo przez Masona i in. Przed wybuchem jasność gwiazdy miała okres około 1,4 dnia, który zmniejszał się wykładniczo aż do wybuchu. Zgodnie z modelem typowego układu podwójnego kontaktowego, V1309 Scorpii miał dwa szczyty jasności na cykl, odpowiadające czasom, w których dwie gwiazdy były prostopadłe do linii wzroku obserwatora. Jednak w jego przypadku drugi szczyt w każdym okresie zaczął stopniowo maleć, aż jego krzywa blasku pokazywała tylko jeden szczyt na okres. Stało się tak, ponieważ gwiazda drugorzędna zaczęła krążyć szybciej niż otoczka główna gwiazda mogła nadążyć. Ponieważ gwiazdy są w kontakcie, różnica prędkości zaczyna się rozpraszać jako energia w punkcie ich kontaktu. Tak więc, gdy gwiazda drugorzędna zbliżała się do linii wzroku, wydawała się jaśniejsza, a gdy oddalała się od linii wzroku, wydawała się słabsza. Do 2007 roku obie gwiazdy były tak bliskie połączenia, że ​​ich wielkość mierzona na Ziemi wydawała się mniej więcej kulista, co doprowadziło do utraty drugiego maksimum bezpośrednio przed wybuchem.

Ten dowód był pierwszym tego rodzaju, który ostatecznie wykazał, że kontaktowy układ podwójny gwiazd może zakończyć swoją ewolucję w gwiezdnej fuzji, a także dał naukowcom ramy, w których można zidentyfikować inne gwiazdy jako kontaktowe układy podwójne i przewidzieć przyszłe połączenia.

Badania postidentyfikacyjne

Od czasu zidentyfikowania V1309 Scorpii dalsze badania tej gwiazdy koncentrowały się zarówno na modelowaniu jej ewolucji , jak i zbieraniu dodatkowych danych spektralnych.

Dalsze badania spektralne

Jedno z tych dalszych badań było kontynuacją badania spektroskopowego Masona i wsp. z 2010 r., analizując ewolucję szerszego widma w dłuższej skali czasowej. W tym badaniu Kamiński i in. nieoczekiwanie znalazł silną sygnaturę widmową CrO w bliskiej podczerwieni , co było pierwszym znanym odkryciem CrO w widmie gwiazdowym. Obecne modele chemiczne nie mają wyjaśnienia, dlaczego czerwone nowe są jedynymi gwiazdami, które wykazują tę linię CrO. ^54Cr To odkrycie może również dać dalszy wgląd w nieoczekiwanie wysokie ilości zaobserwowano w naszym Układzie Słonecznym, który, jak niedawno odkryto, nie pochodzi wyłącznie z supernowych .

Badania teoretyczne

Zrozumienie, że podwójne gwiazdy kontaktowe kończą swoje życie w wyniku fuzji, również zrodziło badania teoretyczne. Warto zauważyć, że badanie z 2015 r. dotyczyło układów podwójnych kontaktowych w gromadach kulistych i wykazało, że hipoteza gwiezdnego łączenia może być główną przyczyną powstawania niebieskich maruderów w tych regionach.

Identyfikacja innych gwiezdnych fuzji

Ponieważ o V1309 Scorpii i jej przodku wiadomo więcej niż o innych czerwonych nowych, została ona opisana jako „Kamień z Rosetty ” w naszym rozumieniu gwiezdnych fuzji, które mogą pomóc zidentyfikować inne nowe jako gwiezdne fuzje. Na przykład dane dotyczące V1309 Scorpii zostały już wykorzystane do próby wyjaśnienia tajemniczego wybuchu CK Vulpeculae w latach 1670-1672, która od wieków intryguje naukowców. Wcześniejsze badania spektroskopowe innych gwiazd ujawniły więcej kandydatów na nowe czerwone, w tym V1148 Sagittarii, którą badano już w 1949 r. Te retrospektywne wnioski pozwoliły również zidentyfikować potencjalne czerwone nowe, takie jak M31 RV, które znajdują się poza Drogą Mleczną, w tym M31LRN 2015, M85 OT2006, NGC300OT2008 i SN2008S.

Nowsze badania były bardziej wybiegające w przyszłość i próbowały zidentyfikować gwiazdy pasujące do profilu protoplasty V1309 Scorpii. Wyszukiwanie wśród innych kontaktów binarnych przez OGLE wykazało 14 różnych kontaktowych układów podwójnych z okresami malejącymi powyżej 0,8 dnia, z których wszystkie są kandydatami do nadchodzących fuzji gwiazd.