פודקאסט: סופרנובה בלתי נמנעת

קחו למשל את המערכת הבינארית הדרמטית של RS Ophiuchi. כל 20 שנה לערך, החומר שנצבר מתפרץ כפיצוץ נובה, ומבהיר את הכוכב באופן זמני. אבל זה רק מבשר לקטסטרליות הבלתי נמנעת - כשהגמד הלבן קורס תחת המיסה הגנובה הזו, ואז מתפוצץ כסופרנובה. ד"ר ג'ניפר סוקולוסקי חקר את RS Ophiuchi מאז שהתלקח מוקדם יותר השנה; היא דנה במה שלמדו עד כה, ומה עתיד לבוא.

האזינו לראיון: סופרנובה בלתי נמנעת (5.5 מגה בייט)
או הירשם לפודקאסט: universetoday.com/audio.xml

פרייזר קיין: מה ראית ב- Ophiuchi RS?

ד"ר ג'ניפר סוקולוסקי: ובכן, התבוננו במערכת הבינארית הזו שעברה פיצוץ של נובה. במבט בקרני הרנטגן, אנו משהו שקשור לעובדה שהבינארי הזה הוא למעשה מערכת יוצאת דופן במיוחד עבור נובה. ברוב המחשבים יש לך בינארי, כך ששני כוכבים, שהם כבולים בכבידה ומסתובבים זה בזה, ואחד מהם הוא גמד לבן. חומר על פני השטח של הגמד הלבן נערם ונערם עד שהוא מתעבה כל כך, ובתנאי לחץ כה גבוה ובתנאי חום כאלה שהוא יעבור פיצוץ תרמו-גרעיני. ב בינארי רגיל המייצר נובא, הוא מפליט חומר לשטח פנוי יחסית. בזה, מה שקרה הוא שהפיץ את החומר הזה לערפילית צפופה מאוד. כי זה היה בסביבה יוצאת דופן. כאשר החומר שנפלט מהפיצוץ התרסק דרך ערפילית זו, הוא התחמם בזעזוע ויצר פליטות רנטגן חזקות מאוד. לזה הסתכלנו. זה איפשר לנו לקבוע כמה מאפיינים של החומר הזה שנזרק.

פרייזר: אז נראה אם ​​אני מבין נכון, יש לך את הכוכב הגמדי הלבן, והוא מסתובב עם כוכב ענק אדום אחר. ונשארו פסולת מהחומר שהכוכבים האלה ויתרו בעבר.

ד"ר סוקולוסקי: כן, בדיוק, לענק האדום יש רוח חזקה בדרך כלל, לא קשורה לנובא. זה מייצר רוח, ולכן לפני שהנובה התרחשה, אתה יכול לחשוב על הבינארית הזו שהיא נבלעת בערפילית הצפופה הזו, הרוח הצפופה הזו מהענק האדום. וכך, כשהנובא התפוצצה, לחומר הזה יש את כל החומר הזה להתמוטט, וזה מה שגרם לו להאיר, ואפשרו לנו לראות משהו שאתה בדרך כלל לא רואה בנובא.

פרייזר: באיזו תדירות זה היה קורה? זה גורר את החומר הזה ומערם אותו ואז מתפוצץ. באיזו תדירות זה היה קורה?

ד"ר סוקולוסקי: זו שאלה טובה, כי שוב זה מדגיש מדוע RS Oph שונה מרוב הנאומים. עבור מרבית הנובלות נדרשות בערך 10,000 שנה עד שהחומר נערם מספיק כדי שהוא יתלקח. ב- RS Oph זה לוקח 20 שנה בלבד. זו אחת התקופות הקצרות ביותר בין פיצוצים של נובה לאותו כוכב. הסיבה לכך היא שהגמד הלבן מסיבי מאוד. כשיש לך גמד לבן שהוא מסיבי מאוד, שדה הכבידה לפני השטח מאוד חזק. אז לאחר שהחומר נערם, הרוח מהענק האדום פוגעת בגמד הלבן ומתחילה להיערם ונערמת. זה בתחום כה כבידה חזק שהשדה עושה חלק מהריסוק. כך שהוא מוחץ אותו ומאפשר לו להתלקח עם פחות חומר הרבה יותר מאשר בצורה סטנדרטית יותר עם גמד לבן.

פרייזר: עכשיו נגיד שהיינו בסביבה של המערכת הזו, איך זה היה נראה?

ד"ר סוקולוסקי: יש לך ענק אדום מאוד גדול, והרבה רוח נושבת מהענק האדום הזה. והרוח למעשה זוהרת. זה בעצם קרינה זוהרת. הגמד הלבן שנמצא בקרבת מקום הוא זעיר. זה גודל כדור הארץ, והענק האדום הרבה יותר גדול - נניח, פי 40 מגודל השמש. הגמד הלבן ככל הנראה סביבו דיסק, מכיוון שלמערכת יש תנופה זוויתית כששני העצמים הללו מקיפים זה את זה. החומר יוצר דיסק סביב הגמד הלבן, וכך יש לך את הענק האדום, את הגמד הלבן הקטן עם דיסק ההקרדה. לפני שהנובא קורה, זה די בשמחה בתצורה ההיא. ואז ברגע שהנועה מתרחשת, הדברים משתנים באופן דרמטי. הפיצוץ פולט את כל החומר הזה מפני השטח של הגמד הלבן ומחסל את הדיסק. הדיסק נמחק. זה מייצר גלי הלם שזז החוצה מהר מאוד. תוך יום או יומיים, גל ההלם גדול יותר מהמערכת הבינארית, ואז נע החוצה והחוצה. ראינו זאת בעיקרון בשלושת השבועות הראשונים. וכך, באותו יום, עד יום 2 לאורך כל שלושת השבועות הראשונים, אנו בוחנים פליטה הקשורה לגל ההלם הזה שזז החוצה כעת גדול בהרבה מגודל הבינארי.

פרייזר: ואתה אומר שהתנועה הזו דרך החומר הזה מספרת לך קצת על המתרחש. אילו סוגים של מידע הצלחת לגייס מכך?

ד"ר סוקולוסקי: יש שני דברים עיקריים. אם אתה מסתכל על מהירות גלי הלם, זה אומר לך משהו על כמות החומר שבאמת דוחף את ההלם. בפרט, כאשר החומר מתחיל להאט. לדוגמה, אם היה לך את החומר על הגמד הלבן - ערימה מסיבית של הדלק - וזה מתלקח ונפלט, אם הוא מסיבי מאוד, הוא היה יוצא במהירות קבועה במשך די הרבה זמן, סוג של אטום ל הערפילית. זה ינוע כלפי חוץ עד שהערפילית תתחיל להשפיע על האטה. ראינו משהו ההפך מזה. גל ההלם החל מייד להאט. אז מה שמספר לנו הוא שכמות החומר שדוחפת את גל ההלם היא קטנה לעומת כמות החומר שנמצאת בערפילית. לכן, על ידי התבוננות בדינמיקה של ההלם הזה, נוכל ללמוד על כמות החומר שנמצא על פני השטח של הגמד הלבן, וזה בתורו אומר לנו שהגמד הלבן הוא מסיבי מאוד, מכיוון שכפי שאמרתי לכם בעבר, כדי להשיג פיצוץ נובה עם מעט מסה, זה אומר לנו שהגמד הלבן צריך להיות כבד מאוד בעצמו.

פרייזר: והאם גמד לבן כבד פירושו משהו?

ד"ר סוקולוסקי: ובכן, זו אחת ההשלכות המעניינות ביותר. גמדים לבנים יכולים רק להיות כה מסיביים. אם הוא יתקרב יותר מדי למספר מיוחד, שהוא בערך פי 1.4 ממסת השמש, הוא יתפוצץ בסופרנובה. זה פשוט לא יכול להחזיק משקל יותר מזה. וכך מה שמצאנו הוא שהגמד הלבן הזה הוא, למעשה, בדיוק באותו גבול. אז על ידי התבוננות בפיצוץ הקטן יותר הזה, נובה זו, מה שאנחנו מוצאים היא שהגמד הלבן הזה קרוב מאוד להתפוצץ באירוע גדול בהרבה, סופרנובה. למעשה, סוג סופרנובה זה מעניין במיוחד עבור הרבה אנשים כי זה מה שאנשים משתמשים בו כדי לחקור את התפשטות היקום.

פרייזר: נכון, זו סופרנובה מסוג 1A. מה ההשלכות של זה על הסביבה של הצמד המסכן הזה.

ד"ר סוקולוסקי: ובכן, אם זה יקרה, כל ההימורים אינם. אני לא יודע מה יקרה בפועל לענק האדום. אבל מנקודת המבט שלנו, מנקודת המבט של כדור הארץ, אם אפילו לא היית במרחק לא בטוח בסמוך לבינארי. מכאן זה יהיה דבר מאוד דרמטי. היית מסתכל בשמיים וזה יהיה אחד הדברים המבריקים בשמיים. הוא לא יהיה בהיר כמו הירח, אבל הוא יהיה בהיר יותר מכל כוכב לכת. זו הסיבה שאנשים משתמשים בהם לקוסמולוגיה, מכיוון שהפיצוצים האלה כה בהירים, אפשר לראות אותם רחוקים מאוד ביקום. לכן אחת הסיבות לכך שמעניין שאנחנו רואים את זה לפני שהכוכב עבר לסופרנובה היא בגלל שאנשים בדרך כלל מסתכלים על מערכות כאלה אחרי שהם הולכים לסופרנובה. וכך כעת יש לנו הזדמנות לנסות וללמוד אותה, וללמוד על מערכות מסוג זה, לפני שהסופרנובה תתרחש, ובתקווה שזה יעזור לנו להבין כמה דקויות של עד כמה הסופרנובה בהירה, ואיך הן משמשות בקוסמולוגיה.

פרייזר: וכמה זמן אתה חושב שיש לך לפני שאתה מאבד את נושא המחקר שלך?

ד"ר סוקולוסקי: ובכן, זה היה מעסיק אותי עד סוף הקריירה שלי, כך שלא אאבד כלום. אבל, אני לא יודע. קשה לענות על השאלה שלך, מכיוון שאנחנו יודעים שהיא נמצאת בקפה - זה קרוב מאוד לסופרנובה - אבל אני לא יכול להגיד לך אם זה יהיה מחר או 1000, או 100,000 שנה מעכשיו לצערי.

פרייזר: אתה חושב שבטווח 100,000 השנה סביר להניח?

ד"ר סוקולוסקי: אז כן, במובן הזה, בטווח הזמן של היקום, בזמן הקוסמולוגי, זה יקרה ממש בקרוב. רק מנקודת מבט אנושית, שקשה לומר; בין אם זה 10,000 או 100,000 שנה בקרוב.

פרייזר: ובכן, נגיד שזה לא יתפוצץ במהלך השנים הקרובות ומשנה את המרדף של העבודה שלך, מה אתה תחפש אחר כך?

ד"ר סוקולוסקי: זה מזכיר לי את התשובה האחרת לשאלתך היכן שאלת, מה אנו לומדים מכך. הדבר האחר, בעודנו צופים בפיצוץ זה החוצה היה שראינו שיש ציפיות מסוימות כיצד הבהירות תשתנה אם תהיה לכם תנועה חיצונית כדורית לחלוטין, עם תכונות אחרות מסוימות שאנשים מקשרים איתם - שתאורטיקנים עובדים על אלה סוגים של חפצים מניחים. צייננו שמאפיינים אלה לא צייתו, כי הבהירות פחתה הרבה יותר מהר. וכך זה אומר לנו שאפשר שזו לא מעטפת כדורית יפה ומסודרת. כמה תצפיות רדיו הראו לנו שאולי יש לך מבנה טבעתי עם מטוסים. אנחנו יודעים שיש מטוסים, ראינו אותם ברדיו, ולכן הרבה אנשים עושים עבודה כדי לנסות להבין במערכות כמו זו, ב- RS Oph עצמה ובפיצוצים מהממים אחרים, מה מייצר את המבנים האלה שאינם יצוא כדורי פשוט אך מטוסים המהווים תופעה נפוצה בפיצוצים מהממים וגם ביקום. מהגלקסיות אנשים רואים מטוסים, נראה שזה מבנה נפוץ מאוד. אז, עבור RS Oph, אנו מנסים להבין, האם זה משהו מהותי לפיצוץ נובה, שהפיצוץ עצמו אינו סימטרי, ולא על אותו חוזק על פני הכוכב. האם בכל מקום זהה או שהוא חזק יותר או חלש יותר בקטבים, למשל, או בקו המשווה. או שמא ייתכן שיש משהו בסביבה? מכיוון שמדובר בכוכב בינארי, זוהי מערכת עם ציר וסיבוב המועדף שאיתו האקטה מתקשרת. חומר שעשוי להיות בדיסק סביב הבינארי, וזה מה שמייצר את המבנה שאנחנו רואים. אז אני מניח שהצעד הבא עבור RS Oph הוא: מדוע הוא א-סימטרי, מדוע אתה מקבל מטוסים?