Międzynarodowy zespół astronomów, kierowany przez Davida Jones’a (IAC, Hiszpania) z udziałem Pauliny Sowickiej (doktorantki z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN), odkrył w centrum mgławicy planetarnej M3-1 układ podwójny gwiazd o okresie orbitalnym wynoszącym nieco ponad trzy godziny. Co jest niezwykłe, gwiazdy te mogą spowodować wybuch nowej, całkowicie niespodziewane zjawisko w kontekście naszego obecnego zrozumienia ewolucji gwiazd podwójnych.
Mgławice planetarne to świecące obłoki gazu i pyłu uformowane z zewnętrznych warstw gwiazd takich jak nasze Słońce, które zostały odrzucone na końcowym etapie ich ewolucji. W wielu przypadkach oddziaływanie z bliskim towarzyszem gra dużą rolę w odrzuceniu tego materiału i formacji złożonych struktur obserwowanych w utworzonych tak mgławicach planetarnych. Mgławica planetarna M 3-1 znajduje się w gwiazdozbiorze Wielkiego Psa w odległości około 14000 lat świetlnych. M 3-1 była silną kandydatką aby posiadać układ podwójny gwiazd w centrum, ze względu na swoją strukturę z dżetami i włóknami będącą typową dla interakcji w układzie podwójnym.
Używając teleskopów ESO w Chile, zespół Davida Jones’a obserwował M 3-1 przez okres ponad kilku lat, w efekcie odkrywając i badając układ podwójny w centrum mgławicy. Te dwie centralne gwiazdy są tak blisko siebie, że nie da się ich rozdzielić podczas obserwacji z Ziemi, dlatego o obecności drugiej gwiazdy wnioskuje się na podstawie obserwacji całkowitej jasności układu – głównie okresowych zaćmień jednej gwiazdy przez drugą, co powoduje spadki jasności. Naukowcy odkryli, że centralny układ mgławicy planetarnej M 3-1 posiada jeden z najkrótszych okresów orbitalnych spośród takich układów znanych do tej pory, wynoszący zaledwie trochę ponad trzy godziny.
Obserwacje przeprowadzone przy użyciu teleskopów w ESO także pokazały, że te dwie gwiazdy – najprawdopodobniej biały karzeł i małomasywna gwiazda ciągu głównego – prawie się dotykają. W rezultacie ten ciasny układ podwójny najprawdopodobniej wybuchnie jako tak zwana nowa, w eksplozji termojądrowej w następstwie przepływu materii na białego karła. Według teorii, gwiazdy w układzie podwójnym powinny być dobrze rozdzielone po uformowaniu mgławicy planetarnej. Dużo czasu powinno upłynąć do momentu, w którym zaczną ze sobą na nowo oddziaływać i zdarzenia takie jak wybuch nowej staną się możliwe. W 2007 roku astronomowie zaobserwowali inny wybuch nowej także w centrum mgławicy planetarnej, znany jako Nowa Vul 2007. Zdarzenie to było wyjątkowo trudne do wyjaśnienia – do czasu, kiedy gwiazdy zbliżą się do siebie wystarczająco aby zainicjować wybuch nowej, materia w mgławicy planetarnej powinna już się tak rozszerzyć i rozproszyć, że przestałaby być widoczna. To nowe zdarzenie to kolejny fragment układanki, centralny układ M 3-1 to następny kandydat do podobnej erupcji nowej w bliskiej przyszłości.
Zespół ma teraz nadzieję przeprowadzić dalsze badania mgławicy i innych podobnych do niej, pomagając rzucić światło na fizyczne procesy i powstanie nowych i supernowych, jednych z najbardziej spektakularnych i gwałtownych zjawisk we Wszechświecie.
Wyniki powyższych badań zostały opublikowane w prestiżowym miesięczniku naukowym Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letter 482, L75, Jones, D. et al. The short orbital period binary star at the heart of the planetary nebula M 3-1.
Kontakt: Paulina Sowicka, paula@camk.edu.pl
