Звезда избухна в съзвездие Персей
8 април 2013 г.
Екип от български астрономи успя да проследи развитието на очакваното избухване на променливата звезда GK от съзвездие Персей.
На 19, 20, 23 и 24 март екип от Института по астрономия с Национална астрономическа обсерватория към Българската академия на науките проведе начални наблюдения с цел потвърждаване на старта на избухването и получаване на допълнителни данни за променливата звезда GK Persei. Наблюденията бяха организирани от екип в състав: Г. Латев и Светлана Боева и проведени от Григор Николов и гл.ас. д-р Мая Белчева, съответно с 50/70 cm Шмит телескоп и 60 cm Касегрен телскоп на НАО Рожен.
Фиг. 1 Първи кадър от НАО Рожен. Изображението във фаза избухване е получено от Григор Николов в нощта на 19 март 2013 г. със Шмит телескопа на обсерваторията. GK Per е обозначена със зелено кръгче.
Анализът на наблюденията показа, че звездата действително е повишила 2.3 пъти блясъка си и се намира във т.нар. избухваща фаза.
Първоначалните очаквания бяха за бавно развитие на избухването (около 30 - 45 дни до достигане на максимум), повишаване на блясъка около 16 пъти (което е аналогичнио на повишаване на звездната величина с около 3 пункта) и последващо бавно спадане до спокойно състояние. Нещата обаче не се развиха така . . .
За астрономите занимаващи се с катаклизмични променливи (това е клас променливи звезди към който се отнася и GK Per) изненадите, които им поднася понякога този клас обекти не са тайна. Щафетата на изненадите този път беше поета от GK Persei. Ето какво всъщност се случи.
На 15 март блясъкът на системата надхвърли горната граница на характерните за тази звезда осцилациии, което еднозначно означаваше старт на ново избухване. Звездата започна да става все по-ярка, но от 23 март неочаквано ходът на кривата се обърна и GK Persei започна да отслабва. Така само след около 15 дни (на 30 март) блясъкът се възстанови на първоначалното ниво и избухването на практика приключи.
Фиг.2 Разгъната форма на профила на последното избухване (15 - 30 март 2013 г.). Кривата е генерирана с AAVSO и обхваща период от 60 дни
Подобни кратки избухвания на променливата са наблюдавани няколко пъти през 60-те и 70-те години на миналия век. Обикновено те настъпват след избухване с по-голяма амплитуда, но до момента няма открита строга закономерност в появата им. Българските астрономи успяха да получат допълнителни наблюдения със всички телескопи на НАО Рожен. До този момент научният екип (р-л проф. дфн Радослав Заманов, гл.ас. д-р Кирил Стоянов, гл.ас. д-р Мая Белчева, Георги Латев, Светлана Боева, Григор Николов, и Борислав Спасов) разполага с патрулни наблюдения (наблюдения, при които блясъкът на системата се определя непрекъснато в продължение на няколко часа) в спокойно състояние на променливата (от октомври, ноември и декември 2012 г.) и партулни наблюдения получени в различни фази от приключилото вече избухване.
Анализът на формата на избухването ще даде на астрономите допълнителна информация за посоката на неговото развитие и размерите на областта, която то обхваща. Наблюдаваните вариации в блясъка по време на патрулните наблюдения ще покажат дали системата показва по-високи стойности на т.нар. фликеринг (нерегулярни изменения в блясъка на системата, които протичат във времева скала от няколко секунди до няколко минути) и какви са причините за това. Резултатите от анализа ще бъдат представени на VIII Национална научна конференция на съюза на астрономите в България, която ще се проведе от 10 до 12 май 2013 г. в гр. Варна.
Фиг.3 Анимация на разширяващата се обвивка около GK Per.
GК Persei е бивша нова, избухнала в далечната 1901 г., когато блясъка на системата е нарастнал около 150 000 пъти, достигайки този на звездата Вега (най-ярката звезда от съзвездие Лира). Още през следващата 1902 година около променливата е заснета разширяваща се с повече от 1200 km/s фрагментирана обвивка, остатък от избухването. Блясъкът на системата спада бързо и звездата става невидима за наблюдателеите с невъоражено око.
Както би следвало да се очаква от теорията на избухванията на новите, GK Persei би трбвало да изпадне в т.нар. фаза на “хибернация” - това е характерно състояние на променливите, проявили се като нови, което може да продължи десетки хиляди години. Оказва се обаче, че GK Persei не е типична нова и вместо да остане в неактивно състояние, системата започва да показва избухвания тип “джудже-нова”. Теорията на тези избухвания е разработена през 1974 г от астронома Йожи Осаки. Тя обяснява наблюдателните прояви в кривата на блясъка на един отделен клас катаклизмични променливи – т.нар. джуджета-нови, които 043Fоказват избухвания подобни на новите, но с по-малка амлитуда, по-малък период на повторение и без изхвърляне на обвивка.
GK Persei всъщност предствлява физическа система от две звезди, които обикалят една около друга за по-малко от 2 дни. Едната компонента е т.нар. бяло джудже (един от възможните крайни стадии в еволюцията на звездите), а другата е нормална звезда подобна на Слънцето. Геометрията на системата е такава, че позволява изтичането на вещество от нормалната звезда (наричана понякога звезда-донор) към бялото джудже. Материята бива трансферирана към повърхността на бялото джудже чрез т.нар. акреционен диск. Материята в този диск пада спирално към бялото джудже посредством взаимодействия на вътрешно триене (вискозитет). Ако по някаква причина темпът на загуба на маса от нормалната звезда (т.е. веществото което изтича от нея за единица време) стане по-голям от темпа на пренос на маса през диска (т.е. веществото, което преминава през диска за единица време) ще се получи повишаване на плътността в определена зона от диска. Това ще доведе до повишаване на температурата и разпространение на т.нар. нагряваща вълна през диска. Тази нагряваща вълна постепенно обхваща целия диск, светимостта му нараства и ние наблюдаваме повишаване на блясъка на системата. Това е качественото обяснение на избухванията тип “джудже-нова”.
След 1980 г. подобни избухвания стават регулярни за променливата GK Per, като периодът им на повторение се стабилизира на около 2 - 3 години с характерна амплитуда от три и повече звездни величини. Изучаването на профила на формата на избухването може да ни даде информация за скоростта на разпространяващата се през диска нагряваща вълна, както и посоката на нейното разпространение - навън от, или навътре към бялото джудже.
Последните няколко избухвания (в това число и последното) показват, че най-вероятно нагряващата вълна се заражда във вътрешните части на диска и постепенно обхваща по-далечни области от него.
Предишното избухване на GK Per беше регистрирано преди 3 години - през март 2010 г. Тогава тя достигна максимална звездна величина от 9.7 mag и задържа блясъка си над 12.8 mag повече от 100 денонощия. По-предните избухвания бяха съответно през септември 2008 и през декември 2006.
Фиг. 4 Крива на блясъка на GK Persei за последните 55 години. Кривата е генерирана с AAVSO и на нея ясно си личат избухванията тип джудже-нова, които променливата показва. Обърнете внимание на избухването през март 2010 г. (предпоследното в кривата).
Астронмоите се надяват новото избухване да допълни астрофизичната картина на природата на тази необикновена двойна звездна система. То ще допълни и статистическия ред от данни необходим за установяване на връзка между интервала на избухванията и амплутудата им. Предвид разстоянието до GK Per (около 1500 светлинни години) и въпреки типа и (катаклизмична променлива) можем да сме спокойни, че настоящото избухване, случило се реално преди основаването на Българската държава, няма да предизвика каквито и да било катаклзми и природни бедствия на нашата планета.
Накрая трябва да напомним ролята на любителите-астрономи в мониторинга на променливите звезди. Тя е изключително полезна и предвид специфичната заетост на професионалните астрономичеки обсерватории, не е изненада, че съобщението за повишаване на блясъка на GK Persei дойде именно от любители. Такива наблюдения се публикуват в сайта на Американската асоциация на наблюдателите на променливи звезди (AAVSO) и нашият приятел любител-астроном и колега от Астрономическа асоциация – София, Велимир Попов може да се похвали със своя фотометрична точка в AAVSO данните за GK Per.
Nova Persei 1901 (по късно каталогизирана като GK Per) e окрита на 21 февруари от шотландския свещеник Томас Дейвид Андерсън. Звездата фигурура и в сюжета на краткия разказ “Отвъд стената на съня” от H. P. Lovecraf.
Поради особения характер на нейното фотометрично поведение, GK Per беше предложена за наблюдения с телескопите на НАО Рожен от проф. дфн Радослав Заманов още през сезон 2012-В (август 2012 – февруари 2013). Към настоящия момент звездата е включена в самостоятелна заявка за наблюдения с Шмит телескопа на НАО Рожен в сезон 2013-B (август 2013 – февруари 2014) по проект BG051PO001-3.3.06-0047 “Повишаване на професионалните умения в теорията и практиката на астрономията чрез многопрофилно и интерактивно обучение”.
Информация за новото избухване е представена в сп. “BBC Знание” (брой 40, април 2013 г.) и във в. “Телескоп” (брой 13, 2 – 8 април 2013 г.) – седмично издание на Астрономическа асоциаиция – София.
Избухването е коментрано и в предаването “Часът на инфохолиците” от 26 март 2013 г., Радио София – БНР.
За повече информация
=========================================
Георги Латев, докторант
Институт по астрономия, БАН
бул. "Цариградско
шосе" 72
1784 София, България
Тел: +359 883 463 281
e-mail: glatev@astro.bas.bg, g.latev@gmail.com
----------------------------------------------------------------------
Georgi Latev, PhD student
Institute of Astronomy, BAS
72, Tsarigradsko Chaussee Blvd.
1784 Sofia, Bulgaria
Tel: +359 883 463 281
e-mail: glatev@astro.bas.bg, g.latev@gmail.com
==========================================