Новая звезда
Но́вые звёзды, в астрономической литературе обычно просто «новые» (лат. nova [ед. число], novae [мн. число]) — звёзды, светимость которых внезапно увеличивается в ~103—106 раз (в среднем увеличение светимости — в ~104, блеска — на ~12 звёздных величин). В максимуме светимости абсолютная звездная величина составляет от −6 до −9m[1], то есть в 10000—300000 раз ярче Солнца, а общая энергия вспышки достигает 1045—1047 эрг, или 1038—1040 Дж (Солнце высвечивает такую энергию за 8—800 тыс. лет)[2].
Наблюдаемые характеристики звёзд
[править | править код]По классификации Моргана — Кинана (гарвардская классификация), новая относится к типу Q.
Механизм вспышки
[править | править код]Все новые звёзды (как и новоподобные и катаклизмические переменные) являются тесными двойными системами, состоящими из белого карлика и звезды-компаньона, находящейся на главной последовательности, либо достигшей в ходе эволюции стадии красного гиганта, и заполнившей свою полость Роша. В таких системах происходит перетекание вещества внешних слоёв звезды-компаньона на белый карлик через окрестности точки Лагранжа L1, перетекающее вещество образует вокруг белого карлика аккреционный диск, скорость аккреции на белый карлик постоянна и определяется параметрами звезды-компаньона и отношением масс звёзд-компонентов двойной системы; состав падающего на белый карлик газа типичен для внешних слоёв красных гигантов и звёзд главной последовательности — более 90 % водорода.
Белые карлики представляют собой «выгоревшие» ядра красных гигантов, в ходе эволюции сбросивших свою оболочку; их состав зависит от массы исходной звезды: эволюция менее массивных звёзд ведёт к гелиевым белым карликам; в результате эволюции звёзд с большей массой, в ядре которых шла тройная гелиевая реакция, образуются углеродные белые карлики. В любом случае, для развития вспышки новой ключевыми являются два фактора: крайне низкое содержание водорода и вырожденное состояние вещества белого карлика.
Аккрецируемый газ накапливается на поверхности белого карлика, образуя обогащённый водородом слой, из-за крайне высокого ускорения свободного падения на поверхности белого карлика (~106 м/с²) этот слой находится в вырожденном состоянии и дополнительно разогревается потоком из аккреционного диска, скорость падения которого составляет ~1000 км/с. По мере накопления водорода в поверхностном слое и повышения его температуры в обогащённом водородом слое начинают идти термоядерные реакции CNO-цикла, этому способствует и проникновение в вырожденный поверхностный слой углерода из нижележащих слоёв белого карлика. В невырожденных условиях энерговыделение идущих в веществе термоядерных реакций, приводящее к повышению температуры, приводит к росту давления и, соответственно, расширению, понижению плотности и снижению скорости ядерных реакций (пропорциональной плотности и температуре) — то есть установлению саморегулирующегося гидростатического равновесия, как это происходит в недрах звёзд главной последовательности. Однако особенностью нерелятивистского вырожденного газа является крайне слабая зависимость давления от температуры: . Результатом является взрывоподобное ускорение реакций термоядерного синтеза в богатой водородом оболочке, температура резко возрастает до снятия вырождения при данной плотности, и формируется ударная волна, сбрасывающая верхний слой водородной оболочки белого карлика в окружающее пространство. Такое взрывное нарастание скорости термоядерных реакций в вырожденном звёздном веществе является достаточно типичным явлением: сходную природу имеют гелиевые вспышки красных гигантов и углеродная детонация в вырожденных ядрах массивных звёзд и массивных белых карликов при превышении предела Чандрасекара.
Вскоре после вспышки начинается новый цикл аккреции на белый карлик и накопления водородного слоя и, через некоторое время, определяемое темпами аккреции и свойствами белого карлика, вспышка повторяется. Интервал между вспышками составляет от десятков лет у повторных новых до тысяч лет у классических новых звёзд.
Историческое значение
[править | править код]При наблюдении сверхновой SN 1572 в созвездии Кассиопея астроном Тихо Браге отразил это в своих записях как о новой звезде (от лат. de stella nova), дав тем самым рождение термину новая. В своих работах он утверждал, что так как движение близких объектов должно быть заметно относительно неподвижных звёзд, то новая должна находиться очень далеко.
История исследований
[править | править код]За 2200 лет (532 г. до н. э. — 1690 г. н. э.) в китайских и японских летописях было выявлено около 90 вспышек новых. Европейская исследовательская группа с участием Гёттингенского университета обнаружила вблизи центра шарового скопления Messier 22 (NGC 6656) эмиссионную туманность, возможно, являющуюся останками новой звезды, которую китайские астрономы видели в мае 48 года до нашей эры[3].
После изобретения телескопа (1609 г.) и до вспышки Эта Киля (1843 г.) европейские учёные заметили всего 5 вспышек новых звёзд. Со второй половины XIX века вспышки новых обычно открывали ежегодно. Уильям Хаггинс в 1866 году впервые выполнил спектроскопические наблюдения новой звезды (новой Северной Короны 1866) и обнаружил наличие вокруг неё газовой оболочки, светящейся в линиях водорода. В XX веке было только 5 лет, в течение которых не было замечено ни одной вспышки новых: 1908, 1911, 1923, 1965 и 1966 года. В XXI веке традиционно за год открывается до 10 вспышек новых. Блеск большинства новых превышает 12m, но редко оказывается выше 6m[источник не указан 1266 дней]. В данный момент профессиональными астрономами реализуется проект «E-Nova Project» по всеволновому исследованию вспышек новых звёзд[4]. Любители астрономии также активно наблюдают этот тип объектов[5].
Новые как индикаторы расстояния
[править | править код]Новые имеют хорошие шансы быть использованными в качестве стандартных свеч. Так, к примеру, распределение её абсолютной звёздной величины бимодально, с основной вершиной в −7,5 и меньшей в −8,8. Кроме того, абсолютная звёздная величина новой остаётся приблизительно одинаковой (−5,5) около 15 дней после взрыва. Определение расстояний до галактик и скоплений галактик при помощи новых дают такую же точность, как и при использовании цефеид.
Номенклатура, типы и классификация новых звёзд
[править | править код]До 1925 года новые звёзды именовались в соответствии с номенклатурой переменных звёзд Фридриха Аргеландера 1862 года, то есть имя состояло из буквенного индекса, соответствующего по порядку их открытия в созвездии, и названия созвездия. Так, например, в этой номенклатуре новая 1901 года в созвездии Персея обозначалась как GK Per. С 1925 года новые именуются как переменные звёзды, то есть индексом V, порядковым номером открытия в созвездии и названием созвездия: так, например, новая 1975 года в созвездии Лебедя обозначается как V1500 Cyg.
Неподтверждённые новые обозначают буквами PNV (англ. Possible Nova) с небесными координатами в формате: Jhhmmssss+ddmmsss.
Новые звёзды являются подклассом катаклизмических переменных звёзд (англ. Cataclysmic Variable, аббр. CV). Выделяют классические новые с большим периодом между вспышками и повторные новые с относительно частой повторяемостью вспышек.
- NA — быстрые новые, англ. rapid novae, представитель GK Per
- NB — медленные новые, англ. slow novae
- NC — предельно медленные новые, англ. extremely slow novae, представитель RT Ser
- NR — повторные новые, англ. recurrent novae.
Новые ярче 6m, начиная с 1890
[править | править код]Год | Новая | Максимум блеска |
---|---|---|
1891 | T Возничего | 3,8 |
1898 | V1059 Стрельца | 4,5 |
1899 | V606 Орла | 5,5 |
1901 | GK Персея | 0,2 |
1910 | Nova Lacertae 1910 | 4,6 |
1912 | Nova Geminorum 1912 | 3,5 |
1918 | V603 Орла | −1,8 |
1920 | Nova Cygni 1920 | 2,0 |
1925 | RR Живописца | 1,2 |
1934 | DQ Геркулеса | 1,4 |
1936 | CP Ящерицы | 2,1 |
1939 | BT Единорога | 4,5 |
1942 | CP Кормы | 0,3 |
1946 | T Северной Короны | 3,0 |
1950 | DK Ящерицы | 5,0 |
1960 | V446 Геркулеса | 2,8 |
1963 | V533 Геркулеса | 3,0 |
1970 | FH Змееносца | 4,0 |
1975 | V1500 Лебедя | 2,0 |
1984 | QU Лисички | 5,2 |
1986 | V842 Центавра | 4,6 |
1991 | V838 Геркулеса | 5,0 |
1992 | V1974 Лебедя | 4,2 |
1999 | V1494 Орла | 5,03 |
1999 | V382 Парусов | 2,6 |
2007 | V1280 Скорпиона | 3,75 |
2013 | V339 Дельфина | 4,3 |
2013 | V1369 Центавра | 3,3 |
2015 | Новая Стрельца 2015 | 4,0 |
2016 | Новая Стрельца 2016 | 5,4 |
2020 | Новая Сетки 2020 | +3.7 |
2021 | Новая Кассиопеи 2021 | +5.2 |
Повторные новые
[править | править код]Повторные новые — класс новых звёзд, которые наблюдались в нескольких мощных вспышках c интервалом между вспышками в несколько десятков лет, при которых яркость звезды увеличивается в среднем на 10m.
Примечания
[править | править код]- ↑ Астрономия. Новые звезды . Дата обращения: 11 июля 2021. Архивировано 11 июля 2021 года.
- ↑ Астронет > Новые звезды . Дата обращения: 14 июля 2008. Архивировано 19 ноября 2010 года.
- ↑ Fabian Göttgens et al. Discovery of an old nova remnant in the Galactic globular cluster M 22 Архивная копия от 30 апреля 2019 на Wayback Machine, 25 Apr 2019
- ↑ Сайт проекта «E-Nova Project» . Дата обращения: 9 мая 2012. Архивировано 8 января 2011 года.
- ↑ Спектральные наблюдения вспышек новых звезд Архивная копия от 29 мая 2012 на Wayback Machine (французский любитель астрономии)
Литература
[править | править код]- Новые звезды // Новый энциклопедический словарь: В 48 томах (вышло 29 томов). — СПб., Пг., 1911—1916.
- Псковский Ю. П.. Новые и сверхновые звезды. М., 1985
- Шугаров С. Ю.. Основные физические характеристики катаклизмических звёзд. ГАИШ, 1999
- Zeilik, Michael. Conceptual Astronomy New York: John Wiley & Sons, Inc., 1993.
- Alloin, D., and W. Gieren, eds. Lecture Notes: Stellar Candles for the Extragalactic Distance Scale. Robert Gilmozzi and Massimo Della Valle, «Novae as Distance Indicators», pp. 229–241. Berlin: Springer, 2003.
Ссылки
[править | править код]- Новые звезды // Астронет
- Список вспышек Новых с 1678 года (англ.)
- Классификация вспышек Новых // AAVSO (англ.)
- Schaefer. Comprehensive Photometric Histories of All Known Galactic Recurrent Novae (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2010. — Vol. 187, no. 2. — P. 275—373. — doi:10.1088/0067-0049/187/2/275. — . — arXiv:0912.4426.
- Shafter et al. A Spectroscopic and Photometric Survey of Novae in M31 (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2011. — Vol. 734, no. 1. — P. 12. — doi:10.1088/0004-637X/734/1/12. — . — arXiv:1104.0222.