30.01.17: For første gang har astronomer kommet med en konkret forutsigelse av en novaeksplosjon. En amerikansk forskergruppe har i flere år fulgt et stjernepar og sett hvordan de to stadig kommer nærmere hverandre. Om rundt fem år vil de smelte sammen og antagelig utløse en svært kraftig og sjelden type eksplosjon. Fenomenet vil inntreffe på den nordlige himmelhalvkulen, og vil bli lett å observere også fra Norge!

Oppdatering september 2018: Det er nå dokumentert at det var en feil tidsmåling i et av datasettene. Dette betyr at vi ikke kan forvente en sammensmeltning og eksplosjon, i hvert fall ikke i 2022.

Av Knut Jørgen Røed Ødegaard

I stjernebildet Svanen og 1800 lysår fra Jorden farer to stjerner rundt hverandre mens de har stadig tettere kontakt.
Illustrasjon: NASA

Forskerne observerte den tette dobbeltstjernen KIC 9832227 i 2013 og 2014 og registrerte at komponentene beveger seg stadig fortere rundt hverandre. Mange stjerner er doble, triple eller multiple, og i noen tilfeller kan komponentene befinne seg så nær hverandre at de har kontakt. Slike stjerner kalles kontakt-dobbeltstjerner.

Tidevannseffekter og friksjon kan medføre at banebevegelsen bremses, og stjernene vil da gradvis nærme seg hverandre enda mer. I tilfellet KIC 9832227 har banebevegelsen blitt overvåket i hele 15 år, og omløpstidene har stadig avtatt og i et tiltagende tempo. Det betyr at stjernene kommer stadig nærmere hverandre og til slutt vil smelte sammen til én. Dette er estimert å skje i februar–mars 2022, altså om rundt fem år, men kan inntreffe inntil 6 måneder før eller etter.

Dette er første gang i historien at en nova- eller supernovaeksplosjon har blitt forutsagt, og forskere over hele verden vil følge den unike utviklingen etter hvert som stjernene nærmer seg sammensmeltning.

Den ene av de to stjernene har 40 % større masse enn Solen og har derfor noe større lysstyrke enn vår hjemlige stjerne. Den andre stjernekomponenten har bare 32 % av Solens masse og er derfor en rød dverg. Stjernene befinner seg 1800 lysår fra Jorden og farer rundt hverandre med opptil en halv million km/t.

Illustrasjon av de to stjernene som farer rundt hverandre.
Illustrasjon: Molnar, Calvin College, m.fl.

Stjerneparet befinner seg i stjernebildet Cygnus (Svanen), og novaen vil derfor bli lett å observere fra Norge.
Illustrasjon: Molnar, Calvin College, m.fl.

En rød nova

Ved sammensmeltning vil det trolig oppstå en kraftig eksplosjon som fra Jorden vil oppleves som en såkalt rød nova, som er en uvanlig, spesielt lyssterk og sjelden type nova. I motsetning til ordinære novaer, skyldes ikke røde novaer eksplosjoner på overflaten av hvite dverger.

Selv om røde novaer ikke har blitt forutsagt tidligere, er noen få slike fenomener blitt observert. I 2008 eksploderte stjernen V1309 i stjernebildet Skorpionen i et merkelig og uvanlig utbrudd. I ettertid er denne hendelsen blitt tolket å være en rød nova som oppsto fordi to stjerner smeltet sammen, på samme måte som forskerne venter vil skje med KIC 9832227. Andre eksplosjoner som mistenkes å ha vært røde novaer, er blant annet M31 RV i Andromedagalaksen i 1988, V4332 Sgr i 1994 og V838 Mon i 2002.

I januar 2002 ble stjernen V838 Monocerotis en kort periode 600 000 ganger mer lyssterk enn Solen og dermed en av de mest lyssterke stjernene i hele Melkeveien. Det mystiske utbruddet kan ha vært en rød nova. Den ekspanderende gass-skyen rundt stjernen er her observert med romteleskopet Hubble i desember 2002.
Foto: NASA, ESA and H.E. Bond (STScI)

Dersom lysstyrken til KIC 9832227-novaen blir like intens som den fra V1309, vil objektet nå astronomisk lysstyrke 2 og dermed være lett synlig uten kikkert fra Jorden. Denne ekstremt spennende hendelsen bør i så fall alle på Jorden forsøke å få med seg!

Novaen vil i tilfelle bli en spektakulær bekreftelse på at dagens teorier for stjerneutvikling og banebevegelse stemmer.

Etter sammensmeltningen vil lysstyrken til novaen gradvis avta i løpet av uker eller måneder og avsløre en sammensmeltet stjerne som har noe større masse og lysstyrke enn den største av dagens komponenter. Denne typen sammensmeltninger antas å forekomme ikke bare i tette dobbeltstjernesystemer, men også i de svært stjernetette kjernene i kuleformede stjernehoper. Det forestående fenomenet vil gjøre det mulig å observere en slik sammensmeltning i detalj og dermed få uhyre interessant viten om utviklingen til stjerner, dobbeltstjerner, kulehoper og andre tette stjerneområder.

Det må understrekes at en hendelse som dette aldri tidligere har blitt forutsagt, og ut ifra observasjonene er det ganske sikkert at stjernene vil smelte sammen, men vi kan altså ikke være sikre på at dette vil utløse en nova.

Denne animasjonen viser hvordan stjernene farer rundt hverandre.
Animasjon: Molnar, Calvin College, m.fl.

Flere supersmell kan inntreffe!

Dersom KIC 9832227 faktisk forårsaker en rød nova og dermed bekrefter teorien, vil det straks bli oppmerksomhet også om andre tette dobbeltstjerner. Enkelte av disse har mye større masse og dermed potensiale til å utløse enda kraftigere eksplosjoner.

Et slikt stjernepar er for eksempel VFTS 352 og som befinner seg i Tarantelltåken i Den store magellanske sky, 160 000 lysår fra Jorden. De to stjernene har til sammen 57 ganger større masse enn Solen der de farer rundt hverandre på bare 12 millioner kilometers avstand. Dette er det mest masserike kontaktparet vi kjenner. Paret kan enten utløse en giganteksplosjon og smelte sammen til en svært tung stjerne eller ende som to sorte hull i bane rundt hverandre. I det sistnevnte tilfellet vil vi få intense gravitasjonsbølger.

Illustrasjon av den mest masserike kontaktdobbeltstjernen vi kjenner. Paret befinner seg 160 000 lysår fra Jorden i Melkeveiens satellittgalakse Den store magellanske sky.
Illustrasjon: ESO/L. Calçada

Mer om VFTS 352.

Hva er novaer, supernovaer og hypernovaer?

Ordet «nova» betyr «ny» og kommer av at denne typen fenomener oppleves som en «ny» stjerne på himmelen. Den er typisk synlig i fra noen uker til mange måneder før den forsvinner ut av syne for godt. I tidligere tider var man ikke i stand til å forklare fenomenet, men nå vet vi at det i virkeligheten er snakk om døde eller døende stjerner. Vi vet også at det er snakk om en rekke ulike fenomener med helt ulik voldsomhetsgrad.

Novaer er de svakeste «nye» stjernene. Novaeksplosjoner skyldes eksplosjoner på overflaten av hvite dverger – svært kompakte stjernerester. Noen hvite dverger har en ledsager som befinner seg så nær at den hvite dvergen kan suge til seg materiale fra ledsageren. Denne gassen legger seg i et stadig tykkere og varmere lag på overflaten av dvergen, og til slutt har temperaturen blitt så høy at kjernereaksjoner starter og utløser enorme energimengder – på det mest intense sender en nova ut 50 000 til 100 000 ganger mer energi enn Solen. Den hvite dvergen overlever for øvrig novasmellet og kan gjennomgå mange slike eksplosjoner med en del års mellomrom.

Selv om novaeksplosjonen slynger bort en del av gassen som den hvite dvergen har stjålet fra sin ledsager, blir mye masse liggende igjen, og til slutt kan den hvite dvergen ha fått så stor masse at den rett og slett sprenger seg selv fullstendig i filler. Dette er en type supernovaeksplosjon (såkalt type Ia) hvor lysstyrken når helt opp til 5 milliarder ganger Solens, noe som betyr at slike supernovaer kan sende ut like mye lys som en galakse!

Det er flere typer supernovaer, og en annen variant som forekommer relativt ofte, er type II som skyldes at tunge stjerner dør og etterlater seg en ekstremt tett nøytronstjerne.

Hypernovaer er enda mer energirike og oppstår når Universets aller tyngste stjerner dør og etterlater seg et sort hull. Under eksplosjonen kan det også oppstå et gammaglimt. Slike eksplosjoner er svært sjeldne, men kan observeres over hele den observerbare delen av Universet.

Krabbetåken er restene etter en supernova som eksploderte i år 1054. I midten av den ekspanderende gass-skyen er en knøttliten, men supertett stjernerest – en nøytronstjerne.
Foto: NASA, ESA, J. Hester and A. Loll (Arizona State University)

Klikk på “Liker” og få melding når nye saker legges ut!

MER INFORMASJON

Pressemelding fra den amerikanske forskergruppen

Spaceref.com: Star Collision and Explosion Predicted In 2022

The Red Nova Prediction

ESO: Final Kiss of Two Stars Heading for Catastrophe

Wikipedia: Stellar collision

Wikipedia: Luminous Red Nova