— Objavljeno 15/04/2022 / Bug.hr.
Bugov kolumnist, kao voditelj teleskopa MAGIC smještenih na kanarskom otoku La Palmi, potpisuje otkriće ponavljajuće nove u visokoenergijskom gama-području, svojevrsnog vapaja jedne mrtve zvijezde
Veliki teleskopi imaju unaprijed određen precizni plan opažanja. Ali imaju i mogućnost da od tog plana odustanu u slučaju dojave o nekoj neočekivanoj pojavi na noćnom nebu. Teleskopi MAGIC, na kojima sam prošlog ljeta vodio opažačku smjenu, većinom su odrađivali mirne noći. Činilo se da će šihta tako i završiti. No predzanje noći, 8. kolovoza, saznali smo da je NASA-in svemirski teleskop Fermi-LAT opazio snažan bljesak u zviježđu Zmijonosac na položaju jednog zvjezdanog ostatka zvanog RS Ophiuchi. Taj objekt je jedna bivša zvijezda koja svakih otprilike 15 godina, slikovito rečeno, ustane iz mrtvih zahvaljujući tome što se nahrani svježom materijom sa svojeg zvjezdanog, još živog, partnera. Nešto poput vampira. A onda kratkotrajno, noć-dvije, snažno zabljesne pa potom ponovo utone u mrak. Naravno, predviđena opažanja teleskopa MAGIC (kao i mnogih drugih teleskopa širom svijeta) za iduću noć, 9. kolovoza 2021. godine, otkazana su i sva je pažnja posvećena objektu RS Ophiuchi. Isplatilo se. Prikupljeni su dragocjeni podaci čija je analiza konačno objavljena na dan kad pišem ovaj tekst, 14. travnja 2022. godine, u časopisu Nature Astronomy.
Što je ponavljajuća nova?
Za otprilike pet milijardi godina naše će Sunce iscrpiti zalihe svojeg nuklearnog goriva pa će ući u zadnju fazu svojeg zvjezdanog života. Najprije će jako narasti i postati crveni div, a potom se jako smanjiti i završiti kao bijeli patuljak sve slabijeg sjaja. I to je to. Taj patuljak, gusti zvjezdani ostatak, zapravo je mrtva zvijezda za koju više nema nade, barem što se Sunca tiče.
Međutim, postoje zvijezde za koje faza bijelog patuljka nije apsolutni kraj. Naime, ako zvijezda nije bila tužni samac, kao naše Sunce, nego dio dvojnog zvjezdanog sustava onda je moguć ovakav scenarij: jedna od zvijezda već je došla u stanje bijelog patuljka, a druga je još fazi crvenog diva. Uz to, ako su zvijezde takvog dvojnog sustava dovoljno blizu jedna drugoj onda dio materije s crvenog diva može prelaziti na bijelog patuljka. Taj proces u kojem bijeli patuljak na sebe navlači novu materiju nazivamo akrecijom. Tlak i temperatura, sloja akumulirane materija na površini bijelog patuljka, mogu doseći kritične vrijednosti pri kojima počinju reakcije termonuklearne fuzije. Ako materijal prikupljen akrecijom sadrži dovoljno svježeg nuklearnog goriva, vodika i drugih lakih jezgara, dolazi do nagle i vrlo intenzivne lančane nuklearne reakcije. Taj proces sličan je eksploziji H-bombe (poznate još pod nazivima hidrogenska ili vodikova bomba). Kad se to dogodi, zvijezda privremeno postane čak 100 000 puta sjajnija od Sunca.
Gledano sa Zemlje, na noćnom nebu odjednom se pojavi sjajna nova zvjezda (latinski stella nova) na mjestu gdje je nekad nije bilo. Povijesno gledano, takve su nebeske pojave bile vrlo poučne za razbijanje predrasuda o vječnim i nepromjenjivim nebesima. Za razliku od supernova, čiji je mehanizam drukčiji i pojava redovito jednokratna, nove se mogu ponoviti. Objekt RS Ophiuchi iz zviježđa Zmijonosac stari je znanac astronoma, još od 1898. godine. Zabljesne otprilike svakih 15 godina. Zadnji je put viđen 2006. pa aktivnost u 2021. nije bila neočekivana. Astronomi su bili spremni za njezinu moguću pojavu, premda to nikad nije sigurno jer ne znamo ima li crveni div još dovoljno nuklearnog goriva za još jedno buđenje vampirske zvijezde.
Što smo naučili iz opažanja RS Ophiuchi u visokoenergijskom gama-području?
U noći 9. kolovoza 2021. vladala je prava hajka na RS Ophiuchi. Tada je jedna ponavljajuća nova prvi put opažana u širokom području valnih duljina, od radiovalova do gama-zračenja visokih energija. I prvi put je opažena u visokoenergijskom gama-području. Ta je činjenica važna zbog razumijevanja detalja procesa koji se tamo odvijaju. Astronomi, naime, ne rade svoj posao samo zato što je uzbudljiv nego prvenstveno zato da bi shvatili kako svemir funkcionira.
Konkretno, opažanje Čerenkovljevim teleskopima MAGIC visokoenergijskog gama-zračenja iz izvora RS Ophiuchi omogućilo je provjeru teorijskih modela emisije gama-zračena iz neke ponavljajuće nove. Prema modelu koji najbolje opisuje prikupljene podatke dobivena je uvjerljiva potvrda da se pri eksplozivnom procesu, u kojem bijeli patuljak izbacuje materiju u okolni prostor, događa ubrzavanje protona do energija od stotinjak GeV. Stoga su ponavljajuće nove potvrđene kao jedan od važnih izvora kozmičkog zračenja, pojave čije se objašnjenje neprekidno traži već više od stotinu godina.