Novae tái phát, tiếng vang nhẹ và bí ẩn của T Pyxidis

Một số sự kiện bạo lực nhất trong Vũ trụ của chúng ta là chủ đề thảo luận sáng nay tại 222^thứ cuộc họp của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ tại Indianapolis, Indiana khi các nhà nghiên cứu tiết lộ những quan sát gần đây về tiếng vang ánh sáng được xem là kết quả của vụ nổ sao.

Một tiếng vang nhẹ xảy ra khi chúng ta nhìn thấy bụi và vật chất bị đẩy ra được chiếu sáng bởi một ngôi sao sáng chói. Một hiện tượng tương tự dẫn đến cái được gọi là tinh vân phản chiếu. Một ngôi sao được cho là đi xa hơn khi một ngôi sao lùn trắng hút vật liệu từ một ngôi sao đồng hành. Lượng hydro tích lũy này tích tụ dưới áp lực khủng khiếp, gây ra một vụ nổ ngắn của phản ứng tổng hợp hạt nhân.

Một trường hợp rất đặc biệt và hiếm gặp là một lớp các biến số thảm khốc được gọi là novae tái phát. Ít hơn hàng chục loại sao này được biết đến trong thiên hà của chúng ta, và trường hợp nổi tiếng và kỳ lạ nhất là T Pyxidis.

Nằm trong chòm sao Pyxis phía nam, T Pyxidis thường dao động trong khoảng +15^{thứ tự} cường độ, một mục tiêu mờ nhạt ngay cả trong một kính viễn vọng sân sau lớn. Tuy nhiên, nó đã có xu hướng bùng nổ mạnh mẽ khi tiếp cận độ sáng bằng mắt thường khoảng 20 năm tới cường độ +6,4. Đó là một sự thay đổi về độ sáng gần 4.000 lần.

Nhưng bí ẩn chỉ sâu sắc xung quanh ngôi sao này. Tám vụ nổ đã được các nhà thiên văn học theo dõi từ năm 1890 đến 1966, và sau đó không có gì. Trong nhiều thập kỷ, T Pyxidis im lặng. Đầu cơ chuyển từ khi nào T Pyxidis sẽ xuất hiện tại sao ngôi sao này đột nhiên trải qua một giai đoạn im lặng kéo dài.

Các mô hình cho novae tái phát có thể cần phải đại tu?

T Pyxidis cuối cùng đã trả lời các câu hỏi của các nhà thiên văn học vào năm 2011, trải qua lần bùng nổ đầu tiên sau 45 năm. Và lần này, họ có sẵn Kính viễn vọng Không gian Hubble để chứng kiến ​​sự kiện này.

Trên thực tế, Hubble vừa được tân trang lại trong chuyến thăm cuối cùng của tàu con thoi Atlantis đến đài quan sát quỹ đạo vào năm 2009 trên STS-125 với việc lắp đặt Camera trường rộng 3 của nó, được sử dụng để theo dõi sự bùng nổ của T Pyxidis.

Quan sát của Hubble về tiếng vang ánh sáng cũng cung cấp một số bất ngờ cho các nhà thiên văn học.

Chúng tôi hoàn toàn mong đợi đây sẽ là một vỏ hình cầu, Đại học Columbia Said Columbia Arot Crotts, đề cập đến ejecta trong vùng lân cận của ngôi sao. Quan sát này cho thấy nó là một đĩa và nó được tạo ra với các ejecta di chuyển nhanh từ các vụ nổ trước đó.

Thật vậy, khám phá này làm tăng một số khả năng thú vị, như cung cấp cho các nhà nghiên cứu khả năng lập bản đồ giải phẫu các vụ nổ trước đó từ ngôi sao khi tiếng vang ánh sáng phát triển và chiếu sáng bên trong đĩa 3 chiều như chiếc đèn lồng Trung Quốc. Chiếc đĩa nghiêng khoảng 30 độ so với tầm nhìn của chúng tôi và các nhà nghiên cứu cho rằng ngôi sao đồng hành có thể đóng vai trò trong việc đúc cấu trúc của nó từ một quả cầu thành một đĩa. Đĩa vật liệu bao quanh T Pyxidis là khổng lồ, khoảng 1 năm ánh sáng. Điều này dẫn đến đường kính vòng rõ ràng là 6 giây cung (khoảng 1/8 kích thước rõ ràng của Sao Mộc khi đối lập) như nhìn thấy từ điểm thuận lợi trên Trái đất của chúng ta.

Nghịch lý thay, tiếng vang ánh sáng có thể xuất hiện để di chuyển ở tốc độ siêu âm. Ảo ảnh này là kết quả của hình học của con đường mà ánh sáng đi đến người quan sát, vượt qua những khoảng cách tương tự nhưng đến những thời điểm khác nhau.

Và nói về khoảng cách, việc đo tiếng vang ánh sáng đã mang đến cho các nhà thiên văn học một bất ngờ khác. T Pyxidis nằm cách xa khoảng 15,500 năm ánh sáng, ở mức cao hơn 10% trong khoảng ước tính 6.500-16.000 năm ánh sáng trước đó. Điều này có nghĩa là T Pyxidis là một vật thể sáng chói nội tại, và sự bùng nổ của nó thậm chí còn mạnh mẽ hơn cả suy nghĩ.

Tiếng vang ánh sáng đã được nghiên cứu xung quanh các novae khác, nhưng đây là lần đầu tiên các nhà khoa học có thể lập bản đồ chúng rộng rãi theo 3 chiều.

Tất cả chúng tôi đã thấy ánh sáng từ đạn pháo hoa trong đêm chung kết sẽ thắp sáng khói và bồ hóng từ vỏ đạn trước đó trong chương trình, Stephen cho biết thành viên nhóm nghiên cứu Stephen Lawrence của Đại học Hofstra. Theo cách tương tự, chúng tôi sử dụng ánh sáng từ sự bùng nổ mới nhất của T Pyx và sự lan truyền của nó với tốc độ ánh sáng để mổ xẻ màn hình pháo hoa của nó từ nhiều thập kỷ trước.

Các nhà nghiên cứu cũng nói với Tạp chí Vũ trụ về vai trò mà các nhà thiên văn nghiệp dư đã đóng trong việc theo dõi những vụ nổ này. Chỉ có rất nhiều phạm vi trong phạm vi thời gian, có rất nhiều trong số đó có thể được phân bổ riêng cho nghiên cứu về tiếng vang ánh sáng. Những người nghiệp dư và thành viên của Hiệp hội Quan sát Sao biến thiên (AAVSO) của Mỹ thường là những người đầu tiên cảnh báo về những ưu điểm mà một vụ nổ đang diễn ra. Một ví dụ nổi tiếng về điều này xảy ra vào năm 2010, khi nhà quan sát sân sau có trụ sở tại Florida, Barbara Harris là người đầu tiên phát hiện ra sự bùng nổ từ novae U Scorpii tái phát.

Và mặc dù T Pyxidis có thể không hoạt động trong vài thập kỷ tới, có một số novae tái phát đáng để tiếp tục xem xét:

Rõ ràng, novae tái phát có một câu chuyện để cho chúng ta biết về vai trò của chúng trong vũ trụ. Xin chúc mừng Lawrence và nhóm phát hiện ra, hãy để mắt đến pháo hoa trong tương lai từ lớp sao hiếm hoi này!

Đọc thông cáo báo chí ban đầu của NASA và nhiều thông tin khác về T Pyxidis tại đây.