Hubble revisita o mistério de uma nova estrela estranha de 40 anos

Este artista conceitual mostra o sistema de supernova HM Sagittae (HM Sge), no qual uma estrela anã branca suga material de sua companheira gigante vermelha. Isso forma um disco quente e ardente ao redor da anã, que pode sofrer inesperadamente uma explosão termonuclear espontânea à medida que a queda de hidrogênio da gigante vermelha aumenta de intensidade e atinge um ponto crítico. Estes fogos de artifício interestelares que os acompanham são fascinantes para os astrônomos, pois fornecem informações sobre a física e a dinâmica da evolução estelar em sistemas binários. Crédito da imagem: NASA, ESA, Leah Hostak (STScI)

O Telescópio Hubble revisita um sistema estelar que ainda é excepcionalmente quente

Se pudéssemos olhar para a maravilhosa estrutura espiral do nosso planeta via Láctea A galáxia está muito mais acima, comprimindo milhões de anos em segundos, e veremos pequenas explosões de luz, como flashes de câmeras explodindo em um evento em um estádio. Estas são novas, onde há uma estrela ardente, A anã branca, engolindo gás de sua companheira gigante vermelha e inchada que o orbita. Um dos eventos mais estranhos ocorreu em 1975, quando uma nova chamada HM Sagittae tornou-se 250 vezes mais brilhante. Nunca desapareceu como as novas costumam fazer, mas manteve seu brilho por décadas. As últimas observações do Hubble mostram que o sistema ficou mais quente, mas ironicamente diminuiu um pouco.

Imagem do Telescópio Espacial Hubble da estrela simbiótica Mira HM Sge. Localizada a 3.400 anos-luz de distância, na constelação de Sagitário, consiste em uma gigante vermelha e uma anã branca companheira. As estrelas estão muito próximas umas das outras para que o Hubble as resolva. A matéria sangra da gigante vermelha e cai sobre a anã, tornando-a extremamente brilhante. Este sistema entrou em erupção pela primeira vez como uma nova em 1975. A névoa vermelha é evidência de ventos estelares. A nebulosa tem cerca de um quarto de ano-luz de diâmetro. Crédito da imagem: NASA, ESA, Ravi Sankrit (STScI), Steven Goldman (STScI), Joseph DePasquale (STScI)

Telescópio Espacial Hubble encontra surpresas sobre estrela que explodiu há 40 anos

Os astrónomos revisitaram um dos sistemas estelares binários mais estranhos da nossa galáxia – 40 anos depois de ter surgido em cena como uma nova brilhante e de longa vida – usando novos dados de… NASAO Telescópio Espacial Hubble e o aposentado SOFIA (Observatório Estratosférico de Astronomia Infravermelha), bem como dados de arquivo de outras missões. Uma nova é uma estrela que repentinamente aumenta dramaticamente em brilho e depois desaparece até sua obscuridade anterior, geralmente dentro de alguns meses ou anos.

O comportamento incomum de HM Sge

Entre abril e setembro de 1975, o sistema binário HM Sagittae (HM Sge) tornou-se 250 vezes mais brilhante. Ainda mais surpreendente é que não desapareceu tão rapidamente como as novas costumam fazer, mas manteve o seu brilho durante décadas. Recentemente, observações mostram que o sistema tornou-se mais quente, mas paradoxalmente diminuiu ligeiramente.

HM Sge é um tipo particular de estrela simbiótica na qual uma anã branca e uma estrela companheira gigante produtora de poeira estão em órbita excêntrica uma em torno da outra, e a anã branca engole o gás que sai da estrela gigante. Este gás forma um disco quente e ardente em torno da anã branca, que pode sofrer inesperadamente uma explosão termonuclear espontânea à medida que o hidrogénio que cai da gigante para a superfície aumenta de intensidade até atingir um ponto de inflexão. Esses fogos de artifício interestelares deslumbram os astrônomos, fornecendo informações sobre a física e a dinâmica da evolução estelar em sistemas binários.

“Quando vi os novos dados pela primeira vez, disse: ‘Uau, isso é o que a espectroscopia UV do Hubble pode fazer!’ – quero dizer, é incrível, realmente incrível.

– Ravi Sankrit, astrônomo

Mudanças notáveis ​​em 2021

“Em 1975, HM Sge passou de uma estrela indefinida para algo que todos os astrônomos da área estavam observando, e em algum momento a agitação da atividade diminuiu”, disse Ravi Sankrit do Space Telescope Science Institute (STScI) em Baltimore. Em 2021, Stephen Goldman do STScI, Sancrete e colaboradores usaram instrumentos no Hubble e Sofia Para ver o que mudou com HM Sge nos últimos 30 anos em comprimentos de onda de luz do infravermelho ao ultravioleta (UV).

Os dados ultravioleta de 2021 do Hubble mostraram uma forte linha de emissão de magnésio altamente ionizado que não estava presente nos espectros publicados anteriormente de 1990. A sua presença mostra que a temperatura estimada da anã branca e do disco de acreção aumentou de menos de 400.000 graus. F em 1989 para mais de 450.000 graus Fahrenheit agora. A linha de magnésio altamente ionizado é uma das muitas linhas que aparecem no espectro UV, cuja análise em conjunto revelará a energia do sistema e como ela mudou nas últimas três décadas.

“Quando vi os novos dados pela primeira vez, disse: ‘Uau, isso é o que a espectroscopia UV do Hubble pode fazer!’”, Disse Sankrit. – Quero dizer, é incrível, realmente incrível.

SOFIA sobrevoa as montanhas cobertas de neve de Sierra Nevada com a porta do telescópio aberta durante um vôo de teste. Sophia é um Boeing 747SP modificado. SOFIA alcançou capacidade operacional total em 2014 e concluiu seu voo científico final em 29 de setembro de 2022. Crédito da imagem: NASA/Jim Ross

Dados da SOFIA

Usando dados do telescópio voador SOFIA da NASA, que foi aposentado em 2022, a equipe conseguiu detectar o fluxo de água, gás e poeira dentro e ao redor do sistema. Dados espectroscópicos no infravermelho mostram que a estrela gigante, que produz grandes quantidades de poeira, regressou ao seu comportamento normal apenas dois anos após a explosão, mas também se tornou mais ténue nos últimos anos, outro mistério a explicar.

Usando o SOFIA, os astrônomos conseguiram ver a água se movendo a cerca de 29 quilômetros por segundo, o que eles suspeitam ser a velocidade do disco de acreção em torno da anã branca. A ponte de gás que actualmente liga a estrela gigante à anã branca deverá estender-se por cerca de 3 mil milhões de quilómetros.

A equipa também está a trabalhar com a AAVSO (Associação Americana de Observadores de Estrelas Variáveis), colaborando com astrónomos amadores de todo o mundo que ajudam a manter os olhos telescópicos no HM Sge; A sua monitorização contínua revela mudanças não vistas desde a sua erupção, há 40 anos.

Imagem do Telescópio Espacial Hubble da estrela simbiótica Mira HM Sge com uma bússola e uma barra de escala. Localizada a 3.400 anos-luz de distância, na constelação de Sagitário, consiste em uma gigante vermelha e uma anã branca companheira. As estrelas estão muito próximas umas das outras para que o Hubble as resolva. A matéria sangra da gigante vermelha e cai sobre a anã, tornando-a extremamente brilhante. Este sistema entrou em erupção pela primeira vez como uma nova em 1975. A névoa vermelha é evidência de ventos estelares. A nebulosa tem cerca de um quarto de ano-luz de diâmetro. Crédito da imagem: NASA, ESA, Ravi Sankrit (STScI), Steven Goldman (STScI)

A raridade e importância de HM Sge

“Estrelas simbióticas como HM Sge são raras na nossa galáxia, e testemunhar uma explosão semelhante a uma nova é ainda mais raro. Este evento único tem sido um tesouro para os astrofísicos há décadas”, disse Goldman.

Os resultados preliminares da pesquisa da equipe foram publicados em uma revista Jornal AstrofísicoSancret está apresentando pesquisas focadas em espectroscopia ultravioleta na 244ª reunião da Sociedade Astronômica Americana em Madison, Wisconsin.

Referência: “Estudo multi-ondas da myra simbiótica HM Sge com SOFIA e HST” por Steven R. Goldman, Ravi Sankrit, Edward Montiel, Sean Garner, Nathan Welthuis e Nicole Karnath, 11 de janeiro de 2024, Jornal Astrofísico.
doi: 10.3847/1538-4357/ad12c9

o telescópio espacial Hubble Está em funcionamento há mais de três décadas e continua a fazer descobertas inovadoras que moldam a nossa compreensão fundamental do universo. O Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a Agência Espacial Europeia (ESA).Agência Espacial Europeia). O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, gerencia o telescópio e as operações da missão. A Lockheed Martin Space, com sede em Denver, Colorado, também apoia operações missionárias em Goddard. O Space Telescope Science Institute em Baltimore, Maryland, operado pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia, conduz operações científicas do Hubble para a NASA.