Tähtien törmäykset ovat hämmästyttävän harvinaisia. Parhaiden arvioidemme mukaan tällaisia tapahtumia tapahtuu galaksissamme (pallojoukoissa) vain kerran 10 000 vuodessa. Vasta äskettäin tähtitieteilijät ovat voineet havaita tällaisia fuusioita tapahtuvan instrumentoinnin ja tekniikan jatkuvan parantamisen ansiosta. Toistaiseksi kukaan ei ole koskaan nähnyt tätä ilmiötä toiminnassa – mutta tilanne saattaa muuttua!
Alueen tutkijaryhmän tutkimuksen mukaan Calvin College Grand Rapidsissa, Michiganissa, binääritähtijärjestelmä, joka todennäköisesti sulautuu ja räjähtää vuonna 2022. Tämä on historiallinen löytö, koska sen avulla tähtitieteilijät voivat todistaa tähtien sulautumista ja räjähdystä ensimmäistä kertaa historiassa. Lisäksi he väittävät, että tämä räjähdys näkyy paljaalla silmällä tarkkailijoille täällä maan päällä.
Tulokset esiteltiin viime viikolla American Astronomical Societyn 229. kokous (AAS). Esityksessä nimeltä ' Tarkka ennuste tähtien sulautumisesta ja Red Nova -purkauksesta ', Professori Lawrence Molnar ja hänen tiiminsä jakoivat havainnot, jotka osoittavat, kuinka tämä binääripari sulautuu noin kuuden vuoden kuluttua. Tämä tapahtuma, he väittävät, saa aikaan niin kirkkaan valonpurkauksen, että siitä tulee yötaivaan kirkkain kohde.
Professori Lawrence Molnar Calvin Collegen fysiikan ja tähtitieteen laitoksesta. Hän ennustaa, että KIC 9832227 törmää ja räjähtää vuonna 2022. Luotto: calvin.edu
Tämä binääritähtijärjestelmä, joka tunnetaan nimellä KIC 9832227, on professori Molnar ja hänen kollegansa – johon kuuluu opiskelijoita Apache Pointin observatorio ja Wyomingin yliopisto – ovat seuranneet vuodesta 2013. Hänen kiinnostuksensa tähteen heräsi konferenssissa vuonna 2013, jolloin Karen Kinemuchi (Apache Pointin observatorion tähtitieteilijä) esitteli havaintoja tähden kirkkauden muutoksista.
Tämä johti kysymyksiin tämän tähtijärjestelmän luonteesta – erityisesti siitä, oliko se pulsaari vai binääripari. Suoritettuaan omia havaintojaan Calvinin observatoriolla, professori Molnar ja hänen kollegansa päättelivät, että tähti oli kontakti-kaksoistähti – kaksoistähtien luokka, jossa kaksi tähteä ovat riittävän lähellä jakaakseen ilmakehän. Tämä toi mieleen samanlaisen tutkimuksen aiemmin toisesta kaksoistähtijärjestelmästä, joka tunnetaan nimellä V1309 Scorpii.
Tällä binääriparilla oli myös yhteinen tunnelma; ja ajan myötä niiden kiertorata lyheni, kunnes (vuonna 2008) ne odottamatta törmäsivät ja räjähtivät. Uskoen, että KIC 9832227 joutuisi kohtaamaan samanlaisen kohtalon, he alkoivat tehdä testejä nähdäkseen, käyttäytyiskö tähtijärjestelmä samalla tavalla. Ensimmäinen askel oli tehdä spektroskooppisia havaintoja nähdäkseen, voidaanko heidän havainnot selittää seuralaisen tähden läsnäololla.
Cara Alexanderina, Calvin Collegen opiskelijana ja yhtenä tiimin kirjoittajista tutkimus paperi , selitettiin yliopistossa Lehdistötiedote :
– Meidän piti sulkea pois mahdollisuus saada kolmas tähti. Se olisi ollut jalankulkija, tylsä selitys. Käsittelin kahdesta kaukoputkesta saatuja tietoja ja sain kuvia, joissa näkyi meidän tähtemme allekirjoitus, mutta ei merkkiäkään kolmannesta tähdestä. Sitten tiesimme, että katsomme oikeaa asiaa. Datan analysointi kesti suurimman osan kesästä, mutta se oli niin jännittävää. Osallistuakseni tähän tutkimukseen en tiedä mitään muuta paikkaa, jossa saisin tällaisen mahdollisuuden; Calvin on upea paikka.”
Kaavio, jossa näkyy Cygnuksen ja Lyran kesätähtikuviot sekä KIC 9832227:n sijainti (näkyy punaisella ympyrällä). Luotto: calvin.edu
Seuraava askel oli mitata parin kiertorata, jotta nähdään, että se itse asiassa lyhenee ajan myötä - mikä osoittaisi, että tähdet liikkuivat lähemmäksi toisiaan. Vuoteen 2015 mennessä professori Molnar ja hänen tiiminsä päättivät, että tähdet törmäävät lopulta, mikä johtaisi eräänlaiseen tähtien räjähdykseen, joka tunnetaan nimellä 'punainen nova'. Alun perin he arvioivat tämän tapahtuvan vuosina 2018–2020, mutta ovat sittemmin asettaneet päivämäärän vuoteen 2022.
Lisäksi he ennustavat, että sen aiheuttama valopurkaus on tarpeeksi kirkas, jotta se voidaan nähdä maasta. Tähti näkyy osana Cygnuksen tähdistöä, ja se näkyy lisätähdenä tutussa Northern Crossin tähtikuviossa (katso yllä). Tämä on historiallinen tapaus, koska yksikään tähtitieteilijä ei ole koskaan pystynyt ennustamaan tarkasti, milloin ja missä tähtien törmäys tapahtuisi aiemmin.
Lisäksi tämä löytö on äärimmäisen merkittävä, koska se edustaa katkosta perinteiseen löytöprosessiin. Pienet tutkimuslaitokset ja yliopistot eivät ole aiemmin olleet johtajia tällaisissa löytöissä, mutta myös opiskelija- ja opettajatiimit eivät ole olleet niitä, jotka ovat saaneet tehdä niitä. Kuten Molnar selitti sen :
”Useimmat suuret tieteelliset hankkeet tehdään valtavissa ryhmissä, joissa on tuhansia ihmisiä ja miljardeja dollareita. Tämä projekti on juuri päinvastainen. Se on tehty pienellä kaukoputkella, ja yksi professori ja muutama opiskelija etsivät jotain, mikä ei ole todennäköistä. Kukaan ei ole koskaan aiemmin ennustanut novaräjähdystä. Miksi maksaa jollekin sellaisesta, joka ei varmasti onnistu? Se on riskialtis ehdotus. Mutta Calvinilla se on vain minun riskini, ja voin käyttää työtäni mielenkiintoisten, avoimien kysymysten parissa tuodakseni lisää jännitystä luokkahuoneeseeni. Joistakin projekteista on silti etua, kun sinulla ei ole niin paljon aikaa tai rahaa.”
Malli Prof. Molnar ja hänen tiiminsä rakensivat kaksoistähtijärjestelmästä KIC 9832227, joka on kontaktibinääri (eli kaksi tähteä, jotka koskettavat). Luotto: calvin.edu.
Ensi vuoden aikana Molnar ja hänen kollegansa seuraavat KIC 9832227:ää huolellisesti ja useilla aallonpituuksilla. Tämä tehdään NROA:n avulla Erittäin suuri joukko (VLA), NASA:n Infrapunateleskooppilaitos Mauna Keassa ja ESA:ssa XMM-Newtonavaruusalus . Nämä observatoriot tutkivat tähden radio-, infrapuna- ja röntgensäteilyä.
Molnar odottaa myös, että amatööritähtitieteilijät pystyvät tarkkailemaan parin kiertoradan ajoitusta ja kirkkauden vaihteluita. Ja jos hänen ja hänen tiiminsä ennusteet pitävät paikkansa, jokainen pohjoisen pallonpuoliskon opiskelija ja tähtitutkija – puhumattakaan ihmisistä, jotka vain sattuvat olemaan kävelyllä – pääsevät näkemään hämmästyttävän valoshown. Tämä on varmasti kerran elämässä tapahtuva tapahtuma, joten pysy kuulolla saadaksesi lisätietoja!
Mielenkiintoista kyllä, tämä historiallinen löytö on myös dokumenttielokuvan aihe. Otsikko ' Valoisa ', dokumentti - jonka ohjaa Calvinin viestintätaiteen ja -tieteiden professori Sam Smartt - kertoo prosessista, joka johti professori Molnarin ja hänen tiiminsä tekemään tämän ennennäkemättömän löydön. Dokumentti sisältää myös kuvamateriaalia Red Novasta, kuten se tapahtuu vuonna 2022, ja sen odotetaan ilmestyvän joskus vuonna 2023.
Katso traileri alta:
Lisälukemista: Calvin College , Science Mag