Hãy xem xét hệ thống nhị phân kịch tính của RS Ophiuchi. Cứ sau 20 năm, vật chất tích lũy lại phun trào như một vụ nổ nova, làm sáng ngôi sao tạm thời. Nhưng đây chỉ là tiền thân của thảm họa không thể tránh khỏi - khi sao lùn trắng sụp đổ dưới khối bị đánh cắp này, và sau đó phát nổ như một siêu tân tinh. Tiến sĩ Jennifer Sokoloski đã nghiên cứu RS Ophiuchi kể từ khi nó bùng lên vào đầu năm nay; cô ấy thảo luận về những gì họ đã học được cho đến nay, và những gì sắp tới.
Nghe cuộc phỏng vấn: Siêu tân tinh không thể tránh khỏi (5,5 MB)
Hoặc đăng ký Podcast: iverseetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Bạn đã thấy gì ở RS Ophiuchi?
Tiến sĩ Jennifer Sokoloski: Chà, chúng tôi đã xem xét hệ thống nhị phân này có vụ nổ nova. Nhìn vào tia X, chúng tôi có một cái gì đó liên quan đến thực tế rằng nhị phân này thực sự là một hệ thống cực kỳ bất thường đối với một ngôi sao mới. Trong hầu hết các novae, bạn có một nhị phân, do đó, hai ngôi sao, bị ràng buộc bởi trọng lực và quay quanh nhau, và một trong số đó là một sao lùn trắng. Vật chất trên bề mặt của sao lùn trắng chất đống và chất đống cho đến khi nó trở nên dày đặc, và dưới áp suất cao và trong điều kiện nhiệt độ như vậy, nó sẽ trải qua một vụ nổ nhiệt hạch. Trên một nhị phân sản xuất nova bình thường, nó đẩy vật chất vào không gian tương đối tự do. Trong cái này, những gì đã xảy ra là nó đã đẩy vật liệu này vào một tinh vân rất dày đặc. Bởi vì nó ở trong một môi trường khác thường. Khi vật liệu được đẩy ra từ vụ nổ đã đâm xuyên qua tinh vân này, nó bị sốc nóng và tạo ra phát xạ tia X rất mạnh. Đó là những gì chúng tôi đang xem xét. Nó cho phép chúng tôi xác định một số thuộc tính của công cụ này đã bị ném ra ngoài.
Fraser: Vậy hãy để cho tôi biết nếu tôi hiểu chính xác, bạn đã có ngôi sao lùn trắng và nó đi vòng quanh một ngôi sao khổng lồ đỏ khác. Và những mảnh vụn còn sót lại từ những thứ mà những ngôi sao này đã cho ra trong quá khứ.
Tiến sĩ Sokoloski: Vâng, chính xác, người khổng lồ đỏ có gió mạnh bình thường, không liên quan đến nova. Nó tạo ra một cơn gió, và vì vậy trước khi nova xảy ra, bạn có thể nghĩ về nhị phân này như bị nhấn chìm trong tinh vân dày đặc này, cơn gió dày đặc này từ người khổng lồ đỏ. Và vì vậy, khi chiếc nova phát nổ, thứ này có tất cả các vật liệu này để đâm vào, và đó là thứ khiến nó sáng lên và cho phép chúng ta thấy thứ gì đó mà bạn không thường thấy trong một chiếc nova.
Fraser: Về việc điều này có thường xuyên xảy ra không? Nó Lôi kéo vật liệu này ra và chất đống nó rồi nổ tung. Làm thế nào thường xảy ra?
Tiến sĩ Sokoloski: Đó là một câu hỏi hay, bởi vì một lần nữa nhấn mạnh lý do tại sao RS Oph khác với hầu hết các novae. Đối với hầu hết các novae, phải mất khoảng 10.000 năm để vật liệu chất đống đủ để nó bốc cháy. Trong RS Oph, chỉ mất 20 năm. Nó một trong những thời gian ngắn nhất giữa các vụ nổ nova trên cùng một ngôi sao. Lý do cho điều đó là sao lùn trắng rất đồ sộ. Khi bạn có một sao lùn trắng rất lớn, trường hấp dẫn ở bề mặt rất rất mạnh. Vì vậy, khi vật chất chồng chất lên nhau, gió từ người khổng lồ đỏ đập vào sao lùn trắng và bắt đầu chồng chất. Nó trong một lĩnh vực hấp dẫn mạnh mẽ đến mức lĩnh vực này thực hiện một số vụ nghiền nát. Vì vậy, nó nghiền nát nó và cho phép nó đốt cháy với vật liệu ít hơn nhiều so với một cách tiêu chuẩn hơn với một sao lùn trắng.
Fraser: Bây giờ hãy để nói rằng chúng ta đã ở trong môi trường của hệ thống này, nó sẽ trông như thế nào?
Tiến sĩ Sokoloski: Bạn có một người khổng lồ đỏ rất lớn và rất nhiều gió thổi bay người khổng lồ đỏ này. Và gió thực sự đang phát sáng. Nó thực sự, chính nó, là bức xạ phát sáng. Sao lùn trắng, gần đó, nhỏ xíu. Nó có kích thước bằng Trái đất và người khổng lồ đỏ lớn hơn nhiều - gấp 40 lần Mặt trời. Sao lùn trắng có thể có một đĩa xung quanh nó, bởi vì hệ thống có động lượng góc khi hai vật thể này quay quanh nhau. Các vật liệu tạo thành một đĩa xung quanh sao lùn trắng, và do đó bạn có người khổng lồ đỏ, sao lùn trắng nhỏ với đĩa bồi tụ. Trước khi nova xảy ra, nó sắp xếp một cách vui vẻ trong cấu hình đó. Sau đó, một khi nova xảy ra, mọi thứ thay đổi đáng kể. Vụ nổ đẩy tất cả vật liệu này ra khỏi bề mặt của sao lùn trắng và xóa sạch đĩa. Đĩa bị xóa sạch. Nó tạo ra sóng xung kích di chuyển ra ngoài rất nhanh. Trong vòng một hoặc hai ngày, sóng xung kích lớn hơn hệ thống nhị phân, sau đó di chuyển ra ngoài và ra ngoài. Chúng tôi quan sát điều này, về cơ bản trong vòng ba tuần đầu tiên. Và vì vậy, vào thời điểm đó, đến ngày thứ 2 trong suốt 3 tuần đầu tiên, chúng tôi nhìn vào phát xạ liên quan đến sóng xung kích này mà Lôi di chuyển ra ngoài bây giờ lớn hơn nhiều so với kích thước của nhị phân.
Fraser: Và bạn có thể nói rằng phong trào này thông qua tài liệu này cho bạn biết một chút về những gì diễn ra. Những loại thông tin nào bạn có thể lượm lặt được từ đây?
Tiến sĩ Sokoloski: Có hai điều chính. Nếu bạn nhìn vào vận tốc của sóng xung kích, điều đó cho bạn biết điều gì đó về lượng vật liệu mà LỚN thực sự đẩy được cú sốc. Đặc biệt, khi vật liệu bắt đầu chậm lại. Ví dụ, nếu bạn có vật liệu trên sao lùn trắng - một đống nhiên liệu khổng lồ - và đốt cháy và bị đẩy ra, nếu nó rất lớn, nó sẽ di chuyển ra ngoài với vận tốc không đổi trong một thời gian khá dài, không thấm nước tinh vân. Nó sẽ di chuyển ra ngoài cho đến khi tinh vân bắt đầu có tác động làm chậm nó. Chúng tôi đã thấy một cái gì đó trái ngược với điều đó. Sóng xung kích gần như ngay lập tức bắt đầu chậm lại. Vì vậy, những gì cho chúng ta biết là lượng vật liệu mà Lốc đẩy sóng xung kích nhỏ so với lượng vật chất mà Lợn trong tinh vân. Vì vậy, bằng cách nhìn vào động lực của cú sốc này, chúng ta có thể tìm hiểu về lượng vật chất trên bề mặt của sao lùn trắng, và điều đó cho chúng ta biết rằng sao lùn trắng rất lớn, vì, như tôi đã nói với bạn trước đây, để có được vụ nổ nova với khối lượng rất nhỏ, điều đó cho chúng ta biết rằng sao lùn trắng phải rất nặng.
Fraser: Và một sao lùn trắng nặng có ý nghĩa gì không?
Tiến sĩ Sokoloski: Chà, đây là một trong những hàm ý thú vị nhất. Sao lùn trắng chỉ có thể có được rất lớn. Nếu nó ở quá gần một con số đặc biệt, gấp khoảng 1,4 lần khối lượng Mặt trời, nó sẽ phát nổ trong một siêu tân tinh. Nó chỉ có thể giữ trọng lượng lớn hơn thế. Và vì vậy, những gì chúng tôi tìm thấy là sao lùn trắng này, trên thực tế, chỉ ở giới hạn đó. Vì vậy, bằng cách nhìn vào vụ nổ nhỏ hơn, ngôi sao mới này, những gì chúng ta thấy là sao lùn trắng này rất gần với vụ nổ trong một sự kiện lớn hơn nhiều, một siêu tân tinh. Trên thực tế, loại siêu tân tinh đó đặc biệt thú vị với nhiều người bởi vì đó là thứ mà mọi người sử dụng để nghiên cứu sự mở rộng của Vũ trụ.
Fraser: Phải, đây là siêu tân tinh loại 1A. Những tác động của điều đó là trong môi trường của bộ đôi nghèo này.
Tiến sĩ Sokoloski: Chà, nếu điều đó xảy ra, tất cả các cược đã tắt. Tôi không biết những gì sẽ xảy ra với người khổng lồ đỏ. Nhưng theo quan điểm của chúng tôi, từ góc nhìn của Trái đất, nếu bạn là người thậm chí ở một khoảng cách không an toàn gần nhị phân. Từ đây sẽ là một điều rất ấn tượng. Bạn sẽ nhìn lên bầu trời và đó sẽ là một trong những điều sáng nhất trên bầu trời. Nó sẽ rất sáng như Mặt trăng, nhưng nó sẽ sáng hơn bất kỳ hành tinh nào. Đó là lý do tại sao mọi người sử dụng chúng cho vũ trụ học, bởi vì những vụ nổ này rất sáng, bạn có thể thấy chúng rất xa trong Vũ trụ. Vì vậy, một lý do tại sao nó rất thú vị khi chúng ta thấy nó trước khi ngôi sao biến thành siêu tân tinh là bởi vì mọi người thường nhìn vào các hệ thống như thế này sau khi họ đi siêu tân tinh. Và vì vậy bây giờ chúng ta có cơ hội để thử và nghiên cứu nó, và tìm hiểu về các loại hệ thống này, trước khi siêu tân tinh xảy ra, và hy vọng điều đó sẽ giúp chúng ta hiểu một số sự tinh tế của siêu tân tinh sáng và cách chúng được sử dụng trong vũ trụ học.
Fraser: Và bạn nghĩ bạn đã mất bao nhiêu thời gian trước khi bạn mất đề tài nghiên cứu?
Tiến sĩ Sokoloski: Chà, điều đó sẽ khiến tôi bận rộn trong phần còn lại của sự nghiệp, vì vậy tôi sẽ không mất gì cả. Nhưng, tôi không biết. Thật khó để trả lời câu hỏi của bạn, bởi vì chúng tôi biết rằng nó trên đỉnh của nó - nó rất gần với siêu tân tinh - nhưng tôi có thể nói với bạn rằng nếu nó sẽ là ngày mai hoặc 1000, hoặc 100.000 năm nữa thì không may.
Fraser: Bạn có nghĩ trong phạm vi 100.000 năm mà nó có khả năng không?
Tiến sĩ Sokoloski: Vì vậy, theo nghĩa đó, trong thời gian của Vũ trụ, trong một thời gian vũ trụ học, nó sẽ diễn ra rất sớm. Chỉ từ góc độ con người, điều đó thật khó nói; cho dù nó có 10.000 hay 100.000 năm sớm.
Fraser: Chà, hãy để nói rằng nó không bùng nổ trong vài năm tới và thay đổi công việc theo đuổi của bạn, bạn sẽ tìm kiếm điều gì tiếp theo?
Tiến sĩ Sokoloski: Điều đó nhắc nhở tôi về câu trả lời khác cho câu hỏi của bạn, nơi bạn hỏi, chúng ta học được gì từ điều này. Một điều khác, trong khi chúng ta quan sát vụ nổ này di chuyển ra ngoài là chúng ta đã thấy rằng có những kỳ vọng nhất định về độ sáng sẽ thay đổi như thế nào nếu bạn có một chuyển động bên ngoài hình cầu hoàn hảo, với một số tính chất khác mà mọi người liên kết với - các nhà lý thuyết làm việc trên các loại đối tượng giả định. Chúng tôi quan sát thấy rằng những đặc tính đó được người sói tuân theo, rằng độ sáng giảm nhanh hơn nhiều. Và điều đó cho chúng ta biết rằng nó có thể đây không phải là một vỏ hình cầu gọn gàng đẹp mắt. Một số quan sát vô tuyến đã cho chúng tôi thấy rằng bạn thực sự có thể có cấu trúc vòng với máy bay phản lực. Chúng ta biết có máy bay phản lực, chúng ta đã thấy chúng trên radio, và vì vậy bây giờ rất nhiều người đang cố gắng tìm hiểu trong các hệ thống như thế này, trong chính RS Oph và các vụ nổ sao khác, thứ tạo ra các cấu trúc này không phải là dòng chảy hình cầu đơn giản nhưng máy bay phản lực là một hiện tượng phổ biến trong các vụ nổ sao và cả trong Vũ trụ. Từ các thiên hà người ta nhìn thấy máy bay phản lực, nó dường như là một cấu trúc rất phổ biến. Vì vậy, đối với RS Oph, chúng tôi đang cố gắng hiểu, đây có phải là một điều gì đó thực chất đối với vụ nổ nova, rằng vụ nổ không đối xứng và không có cùng sức mạnh trên khắp bề mặt của ngôi sao. Là ở mọi nơi giống nhau hoặc là mạnh hơn hoặc yếu hơn ở các cực, ví dụ, hoặc ở xích đạo. Hay là có thể có một cái gì đó trong môi trường? Bởi vì đây là một ngôi sao nhị phân, nó BẮT ĐẦU một hệ thống có trục và mặt phẳng xoay ưa thích mà ejecta tương tác với. Tài liệu có thể nằm trong một đĩa xung quanh hệ nhị phân, và đó là thứ tạo ra cấu trúc mà chúng ta thấy. Vì vậy, tôi đoán bước tiếp theo cho RS Oph là: tại sao nó không đối xứng, tại sao bạn lại có máy bay phản lực?
