Nova (astronomija): definicija, vzroki in primeri
Nova (astronomija): definicija, kako nova nastane na beli pritlikavki, vzroki, osupljivi primeri izbruhov in njihove posledice – jasno, jedrnato in razumljivo.
Nova (množina nove) je velika jedrska eksplozija na površini bele pritlikavke, ki povzroči nenadno in pogosto zelo izrazito povečanje svetlosti zvezde.
Mehanizem nastanka
Nove nastanejo v dvojnem sistemu, kjer je ena zvezda bela pritlikavka, druga pa običajno glavna vrstna zvezda ali rdeči velikan. Če sta zvezdi dovolj blizu, snov s površine spremljevalne zvezde (predvsem vodik) s pomočjo gravitacije prehaja na belo pritlikavko in tvori akrecijski disk ali se neposredno nalaga na površino. Ko se na površju bele pritlikavke nabere dovolj materiala, pride do fuzijske termonuklearne reakcije v tanki plasti vodika — nastane termonuklearni pobeg (thermonuclear runaway), ki izbruh sproži in izstreli del plasti v vesolje.
Količina materiale in energija
Količina snovi, ki se izstreli v novah, je običajno približno 1⁄10.000 Sončeve mase, kar je zelo majhen delež v primerjavi z maso bele pritlikavke. V izbruhu se sprosti dovolj energije, da se izmečki širijo z velikimi hitrostmi — tipične hitrosti so nekaj sto do nekaj tisoč kilometrov na sekundo, pri nekaterih novah pa so hitrosti še večje. Svetlost nove lahko naraste od nekajkrat svetlosti Sonca do 50.000–100.000-kratne Sončeve svetlobe. Leta 2010 so znanstveniki s pomočjo vesoljskega teleskopa Fermi agencije NASA presenetljivo prvič odkrili, da nova lahko oddaja tudi žarke gama (energije >100 MeV).
Vrste nov
Običajno ločimo več vrst pojavov, povezanih z novami in sorodnimi izbruhi:
- Klasična nova: enkraten močen izbruh, po katerem lahko mineta več deset do tisočletij, preden se ponovi (če se sploh ponovi) — odvisno od hitrosti akrecije in mase bele pritlikavke.
- Ponavljajoča (recurrent) nova: sistem, ki je v zabeleženem obdobju (letih do desetletjih) izbruhnil večkrat; primer takšnega sistema je RS Ophiuchi, ki je izbruhnil vsaj v letih 1898, 1933, 1958, 1967, 1985 in 2006.
- Patuljasta (dwarf) nova: tehnično niso termonuklearne nove — gre za izbruhe, povezne z nestabilnostmi v akrecijskem disku okrog bele pritlikavke, zaradi katerih se svetlost začasno poveča.
- Simbiotične nove: izbruhi, ki potekajo v simbiotičnih zvezdnih sistemih, kjer je spremljevalec rdeči velikan; časovni potek in spektralni znaki se lahko razlikujejo od klasičnih nov.
Razvoj in možna usoda belih pritlikavk
Bela pritlikavka lahko skozi čas ustvari več nov, saj se na njeno površino znova nalaga material iz spremljevalke. Pri nekaterih sistemih je akrecija tako hitra in/ali je masa bele pritlikavke blizu kritične vrednosti, da se lahko s ponovnimi izbruhi masa bele pritlikavke postopoma povečuje. Če bi masa bele pritlikavke narasla do Chandrasekharjevi meji, bi lahko sledila popolna jedrska eksplozija v obliki supernove tipa Ia.
Svetlost, opazovanje in primeri
Občasno so nove dovolj svetle in dovolj blizu, da jih lahko opazimo s prostim očesom. Najsvetlejši bližnji primeri: Nova Cygni 1975 se je pojavila 29. avgusta 1975 v ozvezdju Cygnus približno pet stopinj severno od Deneba in je dosegla magnitudo 2,0. Primeri zadnjih desetletij so bili V1280 Scorpii (17. februar 2007, magnituda ~3,7), Nova Delphini 2013 in Nova Centauri 2013, ki je bila odkrite 2. decembra 2013 in dosegla magnitudo približno 3,3 — doslej najsvetlejša nova tega tisočletja.
Hitrost pojavljanja in svetlost se med novami močno razlikujeta; astronomski opazovalci zato spremljajo svetlobne krivulje (kako hitro nova bledi), spektralne linije in širjenje izmečkov za razumevanje fizike izbruha.
Pogostost in pomen
Astronomi ocenjujejo, da se v naši galaksiji zgodi približno 30–60 nov na leto, verjetno okoli 40, vendar opazimo le manjši delež (približno 10 letno), ker so mnoge preveč bledo ali zakrite z medzvezdnim prahom. V Andromedini galaksiji odkrijejo vsako leto približno 25 nov, ki so svetlejše od magnitude 20; v drugih bližnjih galaksijah jih je opaženih manj.
Nove so pomembne za razumevanje binarnih evolucij, jedrskih procesov pri nizke-masenih zvezdah ter obogatitev medzvezdnega prostora z nekaterimi izotopi in praškimi delci. So tudi naravni laboratoriji za preučevanje hitrih izmenjav mase in procesov jedrske fuzije v ekstremnih pogojih.
Za nadaljnje branje in opazovanje: novice o posameznih novah pogosto objavljajo profesionalne institucije in amaterske zveze, spektroskopske in rentgenske opazave pa dajo ključne informacije o sestavi izmečkov in energiji izbruha.
Umetnikova zasnova bele pritlikavke, ki črpa vodik iz večje spremljevalke
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je nova?
O: Nova je velika jedrska eksplozija na beli pritlikavki, zaradi katere zvezda nenadoma zasije.
V: Koliko snovi se izstreli pri novi?
O: Količina snovi, ki jo izstreli nova, je običajno le približno 1/10.000 Sončeve mase, kar je precej malo glede na maso bele pritlikavke.
V: Kako hitro potujejo izmetki iz nove?
O: Izmetki iz nov lahko potujejo s hitrostjo več tisoč kilometrov na sekundo, pri nekaterih novah pa celo več.
V: Kako svetle so lahko nove?
O: Nove so lahko do 50.000-100.000-krat svetlejše od Sonca.
V: Kateri je bil najsvetlejši nedavni primer nove?
O: Najsvetlejši nedavni primer nove je bila Nova Cygni 1975, ki se je pojavila 29. avgusta 1975 in dosegla magnitudo 2,0 (skoraj tako svetla kot Deneb).
V: Koliko nov se po ocenah vsako leto pojavi v naši galaksiji?
O: Astronomi ocenjujejo, da se v galaksiji vsako leto pojavi približno 30-60 nov, v povprečju 40.
V: Koliko nov je vsako leto odkritih v drugih galaksijah, kot je Andromeda?
O: V galaksiji Andromeda vsako leto odkrijejo približno 25 nov, ki so svetlejše od magnitude 20, manjše število nov pa je opaziti v drugih bližnjih galaksijah.
Iskati