Considere el dramático sistema binario de RS Ophiuchi. Cada 20 años más o menos, el material acumulado entra en erupción como una nueva explosión, iluminando la estrella temporalmente. Pero esto es solo un precursor del inevitable cataclismo: cuando la enana blanca se derrumba bajo esta masa robada y luego explota como una supernova. La Dra. Jennifer Sokoloski ha estado estudiando RS Ophiuchi desde que estalló a principios de este año; ella discute lo que han aprendido hasta ahora y lo que está por venir.
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Fraser Cain: ¿Qué viste en RS Ophiuchi?
Dra. Jennifer Sokoloski: Bueno, estábamos viendo este sistema binario que tuvo una explosión de nova. Mirando en los rayos X, tenemos algo relacionado con el hecho de que este binario es en realidad un sistema extremadamente inusual para una nova. En la mayoría de las novas, tienes un binario, por lo que dos estrellas, que están unidas gravitacionalmente y orbitan entre sí, y una de ellas es una enana blanca. El material en la superficie de la enana blanca se acumula y se acumula hasta que se vuelve tan denso, y bajo una presión tan alta y bajo condiciones de calor que sufrirá una explosión termonuclear. En un binario normal que produce nova, expulsa material en un espacio relativamente libre. En este caso, lo que sucedió es que expulsó este material en una nebulosa muy densa. Porque estaba en un ambiente inusual. Cuando el material que fue expulsado de la explosión se estrelló a través de esta nebulosa, se calentó por choque y produjo emisiones de rayos X muy fuertes. Eso es lo que estábamos viendo. Nos permitió determinar algunas propiedades de estas cosas que fueron descartadas.
Fraser: Entonces, veamos si entiendo correctamente, tienes la estrella enana blanca y está rodeando a otra estrella gigante roja. Y quedan restos de las cosas que estas estrellas han emitido en el pasado.
Dr. Sokoloski: Sí, exactamente, el gigante rojo tiene un viento fuerte normalmente, sin relación con la nova. Produce un viento, y antes de que ocurriera la nova, puedes pensar en este binario como si estuviera envuelto en esta nebulosa densa, este viento denso del gigante rojo. Entonces, cuando la nova explotó, este material tiene todo este material para chocar, y eso es lo que lo iluminó y nos permitió ver algo que normalmente no se ve en una nova.
Fraser: ¿Con qué frecuencia pasaría esto? Está arrastrando este material y lo acumula y luego explota. ¿Con qué frecuencia sucedería eso?
Dr. Sokoloski: Esa es una buena pregunta, porque nuevamente resalta por qué RS Oph es diferente a la mayoría de las novas. Para la mayoría de las novas, el material tarda aproximadamente 10,000 años en acumularse lo suficiente como para que se encienda. En RS Oph, solo lleva 20 años. Es uno de los tiempos más cortos entre explosiones de nova en la misma estrella. La razón de esto es que la enana blanca es muy masiva. Cuando tienes una enana blanca que es muy masiva, el campo gravitacional en la superficie es muy muy fuerte. Entonces, a medida que el material se acumula, el viento del gigante rojo golpea a la enana blanca y comienza a acumularse. Está en un campo gravitacional tan fuerte que el campo hace algo de la trituración. Por lo tanto, lo aplasta y le permite encenderse con mucho menos material que de una manera más estándar con una enana blanca.
Fraser: Ahora digamos que estábamos en el entorno de este sistema, ¿cómo sería?
Dr. Sokoloski: Tienes un gigante rojo muy grande y mucho viento que sopla de este gigante rojo. Y el viento en realidad está brillando. En realidad, en sí mismo, es radiación brillante. La enana blanca, que está cerca, es pequeña. Es del tamaño de la Tierra, y el gigante rojo es mucho más grande, por ejemplo, 40 veces el tamaño del Sol. La enana blanca probablemente tiene un disco a su alrededor, porque el sistema tiene un momento angular ya que estos dos objetos se orbitan entre sí. El material forma un disco alrededor de la enana blanca, y entonces tienes al gigante rojo, la pequeña enana blanca con el disco de acreción. Antes de que ocurra la nova, es algo feliz en esa configuración. Luego, una vez que ocurre la nova, las cosas cambian dramáticamente. La explosión expulsa todo este material de la superficie de la enana blanca y destruye el disco. El disco se limpia. Produce una onda de choque que se mueve hacia afuera muy rápidamente. Dentro de un día o dos, la onda de choque es más grande que el sistema binario, y luego se mueve hacia afuera y hacia afuera. Observamos esto, básicamente dentro de las primeras tres semanas. Entonces, para ese momento, para el día 2 durante las primeras 3 semanas, estamos viendo emisiones relacionadas con esta onda de choque que se está moviendo hacia afuera ahora es mucho más grande que el tamaño del binario.
Fraser: Y estás diciendo que este movimiento a través de este material te dice un poco sobre lo que está sucediendo. ¿Qué tipo de información ha podido obtener de esto?
Dr. Sokoloski: Hay dos cosas principales. Si observa la velocidad de la onda de choque, eso le dice algo sobre la cantidad de material que realmente está empujando el choque. En particular, cuando el material comienza a disminuir. Por ejemplo, si tuviera el material en la enana blanca, una pila masiva de combustible, y que se enciende y se expulsa, si es muy masivo, se movería a una velocidad constante durante bastante tiempo, algo impermeable la nebulosa Se movería hacia afuera hasta que la nebulosa comience a tener un impacto para desacelerarla. Vimos algo que era lo opuesto a eso. La onda expansiva casi de inmediato comenzó a disminuir. Entonces, lo que nos dice es que la cantidad de material que empuja la onda de choque es pequeña en comparación con la cantidad de material que está en la nebulosa. Entonces, al observar la dinámica de este choque, podemos aprender sobre la cantidad de material que está en la superficie de la enana blanca, y eso a su vez nos dice que la enana blanca es muy masiva, porque, como te dije antes, Para obtener una explosión de nova con muy poca masa, eso nos dice que la enana blanca tiene que ser muy pesada.
Fraser: ¿Y una enana blanca pesada significa algo?
Dr. Sokoloski: Bueno, esta es una de las implicaciones más interesantes. Las enanas blancas solo pueden volverse tan masivas. Si se acerca demasiado a un número especial, que es aproximadamente 1,4 veces la masa del Sol, explotará en una supernova. Simplemente no puede soportar más peso que eso. Entonces, lo que encontramos es que esta enana blanca está, de hecho, justo en ese límite. Entonces, al observar esta explosión más pequeña, esta nova, lo que encontramos es que esta enana blanca está muy cerca de explotar en un evento mucho más grande, una supernova. De hecho, ese tipo de supernova es particularmente interesante para muchas personas porque eso es lo que las personas usan para estudiar la expansión del Universo.
Fraser: Correcto, esta es una supernova Tipo 1A. Cuáles son las implicaciones de eso en el entorno de este pobre dúo.
Dr. Sokoloski: Bueno, si eso sucede, todas las apuestas están canceladas. No sé qué pasaría realmente con el gigante rojo. Pero desde nuestra perspectiva, desde la perspectiva de la Tierra, si ni siquiera estuvieras a una distancia insegura cerca del binario. Desde aquí sería una cosa muy dramática. Mirarías hacia el cielo y sería una de las cosas más brillantes del cielo. No sería tan brillante como la Luna, pero sería más brillante que cualquier planeta. Es por eso que la gente los usa para cosmología, porque estas explosiones son tan brillantes que puedes verlas muy muy lejos en el Universo. Entonces, una razón por la que es interesante que lo veamos antes de que la estrella se haya convertido en supernova es porque las personas generalmente miran sistemas como este después de que se vuelven supernova. Y ahora tenemos la oportunidad de intentar estudiarlo, y aprender sobre este tipo de sistemas, antes de que ocurra la supernova, y con suerte eso nos ayudará a comprender algunas de las sutilezas de cuán brillante es la supernova y cómo se usan. en cosmologia.
Fraser: ¿Y cuánto tiempo crees que tienes antes de perder tu tema de investigación?
Dr. Sokoloski: Bueno, eso me mantendría ocupado por el resto de mi carrera, por lo que no perdería nada. Pero no lo sé. Es difícil responder a su pregunta, porque sabemos que está en la cúspide, está muy cerca de convertirse en supernova, pero no puedo decir si será mañana o dentro de 1000, o dentro de 100,000 años.
Fraser: ¿Crees que dentro del rango de 100.000 años es probable?
Dr. Sokoloski: Entonces sí, en ese sentido, en la escala de tiempo del Universo, en una escala de tiempo cosmológica, va a suceder muy pronto. Solo desde una perspectiva humana, eso es difícil de decir; ya sea 10,000 o 100,000 años pronto.
Fraser: Bueno, digamos que no explota en los próximos años y cambia la búsqueda de tu trabajo, ¿qué vas a buscar después?
Dr. Sokoloski: Eso me recuerda la otra respuesta a su pregunta en la que preguntó, ¿qué aprendemos de esto? La otra cosa, mientras estábamos viendo cómo esta explosión se movía hacia afuera fue que vimos que hay ciertas expectativas sobre cómo cambiaría el brillo si tuviera un movimiento hacia afuera perfectamente esférico, con ciertas otras propiedades con las que las personas se asocian, que los teóricos que trabajan en estos Tipos de objetos asumir. Observamos que esas propiedades no fueron obedecidas, que el brillo disminuyó mucho más rápidamente. Y eso nos dice que es posible que este no sea un bonito caparazón esférico. Algunas observaciones de radio nos han demostrado que en realidad podría tener una estructura de anillo con chorros. Sabemos que hay aviones, los hemos visto en la radio, y ahora mucha gente está trabajando para tratar de comprender en sistemas como este, en el propio RS Oph y otras explosiones estelares, lo que produce estas estructuras que no son salidas esféricas simples pero chorros que son un fenómeno común en explosiones estelares y también en el Universo. Desde las galaxias, la gente ve chorros, parece ser una estructura muy común. Entonces, para RS Oph, estamos tratando de entender, ¿es esto algo intrínseco a una explosión de nova, que la explosión en sí es asimétrica y no con la misma fuerza en toda la superficie de la estrella? Es igual en todas partes o es más fuerte o más débil en los polos, por ejemplo, o en el ecuador. ¿O es posible que haya algo en el medio ambiente? Como se trata de una estrella binaria, es un sistema con un eje y un plano de rotación preferidos con los que interactúa la eyección. Material que podría estar en un disco alrededor del binario, y eso es lo que produce la estructura que vemos. Así que supongo que el siguiente paso para RS Oph es: ¿por qué es asimétrico, por qué obtienes chorros?
