Centrum voor Astronomie met hoge hoekresolutie (CHARA-array) aan de Georgia State University heeft gedetailleerde beelden produceren vanaf de vroege stadia van twee nova-explosies die in 2021 werden gedetecteerd. Door middel van nabij-infrarood interferometrie, een proces dat licht van meerdere telescopen combineert, kon de CHARA Array in hoge resolutie de snel veranderende omstandigheden in de vroege fase na de explosie vastleggen.
Een nova is een astronomisch fenomeen dat optreedt in een binair systeem wanneer een witte dwerg waterstofrijk gas vrijgeeft van zijn begeleidende ster, waardoor op hol geslagen thermonucleaire reacties op het oppervlak van de witte dwerg ontstaan. De naam is afgeleid van de plotselinge helderheid waardoor het lijkt alsof er een nieuwe ster aan de nachtelijke hemel is verschenen. De explosies die onmiddellijk na de explosie plaatsvinden zijn echter klein en moeilijk waar te nemen, en tot nu toe hebben astronomen de vroege stadia alleen via indirecte methoden kunnen afleiden.
“De beelden geven ons een close-up van hoe materiaal tijdens explosies uit sterren wordt uitgestoten,” uitleggen Gail Schaefer, directeur van CHARA Array. “Het bijhouden van deze tijdelijke evenementen vereist de flexibiliteit om het avondschema aan te passen naarmate er nieuwe kansen worden ontdekt.”
Explosieve resultaten
Schaeffer en zijn team observeerden V1674 Herculis, een nova in het sterrenbeeld Hercules, en V1405 Cassiopeiae, een nova in Cassiopeia. V1674 was een van de snelste novae ooit geregistreerd; hij bereikte zijn maximale helderheid minder dan 16 uur na zijn ontdekking en vervaagde snel in slechts een paar dagen. De V1405 had daarentegen 53 dagen nodig om de maximale helderheid te bereiken en bleef ongeveer 200 dagen helder.
Afbeeldingen van V1674, genomen slechts enkele dagen na zijn ontdekking, laten een duidelijk niet-sferische explosie zien; er zijn twee ejectastromen, één in het noordwesten en één in het zuidoosten, met elliptische structuren die er bijna loodrecht op uitstralen. Dit is een direct bewijs dat bij de explosie meerdere ejecta betrokken waren die met elkaar in wisselwerking stonden.
Spectroscopische waarnemingen ontdekten ook verschillende snelheidscomponenten in de Balmer-reeks van waterstofatomen. Terwijl de absorptielijn vóór de piek ongeveer 3.800 km/s bedraagt, bereikt de component die na de piek verschijnt ongeveer 5.500 km/s.
De timing is erg belangrijk. De nieuwe ejectastroom verscheen in de afbeelding, samen met de detectie van hoogenergetische gammastraling door NASA’s Fermi Gamma-Ray Space Telescope. De botsing van stromen met verschillende snelheden vormt een schokgolf die krachtige gammastraling uitzendt.
De resultaten van de V1405 zijn zelfs nog verbazingwekkender. De eerste twee waarnemingen tijdens de piekperiode lieten slechts een heldere centrale lichtbron zien en weinig omringende uitbarstingen. De diameter van het centrale gebied bedraagt ongeveer 0,99 milliseconden, wat, omgezet in een afstand, gelijk is aan een straal van ongeveer 0,85 au (au betekent astronomische eenheid, de afstand tussen de aarde en de zon).
