Het Centrum voor Astronomie met hoge hoekresolutie (CHARA-matrix) van de Georgia State University heeft gedetailleerde beelden gegenereerd van 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 van hun initiële post-explosiefase vastleggen.
Een nova is een astronomisch fenomeen dat optreedt in een binair systeem wanneer een witte dwerg zijn begeleidende ster ontdoet van waterstofrijk gas, waardoor een ongecontroleerde thermonucleaire reactie op het oppervlak van de witte dwerg ontstaat. De naam komt van de plotselinge opheldering waardoor het lijkt alsof er een nieuwe ster aan de nachtelijke hemel is verschenen. De uitwerpselen onmiddellijk na de explosie zijn echter klein en moeilijk waar te nemen, en tot nu toe konden astronomen de vroege stadia alleen met behulp van indirecte methoden afleiden.
“De beelden geven ons een close-up van hoe materiaal tijdens de explosie uit de ster wordt uitgestoten,” legt uit Gail Schaefer, directeur van de CHARA-array. “Het vastleggen van deze voorbijgaande gebeurtenissen vereist flexibiliteit om ons nachtelijke schema aan te passen naarmate nieuwe kansen worden ontdekt.”
Explosieve resultaten
Schaefer 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 nova’s ooit gemeten; hij bereikte zijn maximale helderheid minder dan 16 uur na zijn ontdekking en vervaagde snel binnen enkele dagen. Daarentegen had de V1405 53 dagen nodig om zijn maximale helderheid te bereiken en bleef hij ongeveer 200 dagen helder.
Het beeld van V1674, vastgelegd een paar dagen na zijn ontdekking, toont een duidelijk niet-sferische explosie; er zijn twee stromen uitgestoten materiaal, één in het noordwesten en de andere in het zuidoosten, met een elliptische structuur met stralen die bijna loodrecht daarop staan. 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 bedroeg, bereikte de component die na de piek verscheen ongeveer 5.500 km/s.
De timing is aanzienlijk. De nieuwe stroom ejecta verscheen in de afbeelding in combinatie met de detectie van hoogenergetische gammastraling door NASA’s Fermi gammastralingsruimtetelescoop. De botsing van stromen met verschillende snelheden vormde een krachtige schokgolf die gammastraling uitzond.
De resultaten van de V1405 waren zelfs nog verrassender. De eerste twee waarnemingen tijdens de piekperiode toonden slechts een heldere centrale lichtbron en weinig omliggende uitstoten. De diameter van het centrale gebied bedroeg ongeveer 0,99 milliboogseconden, wat omgezet in afstand overeenkomt met een straal van ongeveer 0,85 au (au staat voor de astronomische eenheid, de afstand tussen de aarde en de zon).
