Het Centrum voor Astronomie met hoge hoekresolutie (CHARA-matrix) aan 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 vroege 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 thermonucleaire op hol geslagen reactie op het oppervlak van de witte dwerg ontstaat. De naam is afgeleid van de plotselinge opheldering waardoor het lijkt alsof er een nieuwe ster aan de nachtelijke hemel is verschenen. De uitstoten die onmiddellijk na de explosie volgen zijn echter klein en een uitdaging om 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 van de ster wordt weggeslingerd,” legt uit Gail Schaefer, directeur van CHARA Array. “Het opvangen van deze voorbijgaande gebeurtenissen vereist flexibiliteit om ons nachtschema aan te passen naarmate er nieuwe kansen worden ontdekt.”
Explosieve resultaten
Schaeffer en haar 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 in slechts een paar 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, dat slechts een paar dagen na zijn ontdekking werd vastgelegd, toont een explosie die duidelijk niet bolvormig is; er zijn twee ejectastromen, één naar het noordwesten en de andere naar het zuidoosten, met een elliptische structuur die bijna loodrecht daarop uitstraalt. 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 ejectastroom verscheen in de afbeelding gelijktijdig met de detectie van hoogenergetische gammastraling door NASA’s Fermi Gamma-ray Space Telescope. De botsing van de verschillende snelheidsstromen vormde een krachtige, gammastraling uitzendende schokgolf.
De resultaten van V1405 waren zelfs nog opzienbarender. 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, omgerekend naar afstand, overeenkomt met een straal van ongeveer 0,85 au (au staat voor de astronomische eenheid, de afstand tussen de aarde en de zon).
