Kataklizmiczne układy podwójne mogą wybuchać na przemian jako eksplozje nowych i nowych karłowatych. Dowodu dostarczyły obserwacje gwiazdy Z Camelopardalis (Z Cam) przy pomocy obserwatorium orbitalnego NASA Galaxy Evolution Explorer (GALEX). Dookoła Z Cam, która obecnie regularnie rozjaśnia się słabymi wybuchami jako nowa karłowata, znaleziono pozostałości po wybuchu nowej, widoczne w nadfiolecie.

Naukowcy opisują odkrycie w 446 (7132) numerze czasopisma Nature. Położona około 530 lat świetlnych od Ziemi, Z Cam jest jedną z pierwszych odkrytych nowych karłowatych. Rozjaśnia się co trzy tygodnie ok. czterdziestokrotnie. Jej eksplozja jako nowej miała nastąpić kilka tysięcy lat temu. Z Cam stała się wtedy na kilka dni lub tygodni jedną z najjaśniejszych gwiazd tej części nieba.

W ogólności astronomowie dzielą kataklizmiczne układy podwójne na dwie grupy. Pierwsza to nowe karłowate, które wybuchają w mniejszych, podobnych do czkawki wybuchach. Druga to klasyczne nowe, dla których zachodzą wielkie eksplozje, od dziesięciu tysięcy do miliona razy jaśniejsze od wybuchów nowych karłowatych. Ponadto wybuchy nowych pozostawiają po sobie pozostałości w postaci gazowych otoczek, które stanowią gigantyczne fale uderzeniowe.

Z Cam jest układem, w którym biały karzeł wysysa bogatą w wodór materię z gwiazdy towarzyszącej. Materia ta następnie tworzy wokół niego obracający się dysk gazu i pyłu. Część ukradzionego materiału co jakiś czas opada gwałtownie na powierzchnię karła, wywołując wybuch nowej karłowatej. Jednak po odpowiednio długim czasie Z Cam i inne podobne układy powinny zgromadzić wystarczającą ilość materii, aby, przy obecności odpowiednio dużego ciśnienia, wyzwolić reakcje podobne do zachodzących w bombie wodorowej – przejawiające się jako wielkie eksplozje nowych.

Naukowcy już od dwudziestu lat podejrzewali, że następuje cykliczne przechodzenie między dwoma typami wybuchów. Gigantyczne eksplozje następowałyby co 10 000 lat, a pomiędzy nimi w układzie trwałaby wybuchowa “czkawka” o okresie kilku tygodni. Do tej pory brakowało jednak dowodów na poparcie tej teorii.

Przetworzony obraz z detektora dalekiego nadfioletu na GALEX wyraźnie pokazuje otoczkę zjonizowanego gazu dookoła Z Cam. Światło większości galaktyk i gwiazd, znajdujących się w tle, zostało wyeliminowane podczas obróbki zdjęcia.

Obserwacje trwały od 2003 roku. Wtedy to, poczas analizy danych, jakie zebrał GALEX w trakcie misji Survey of Nearby Galaxies, zauważono zastanawiające obiekty – łuk i podłużne struktury – otaczające Z Cam. Wskazywały one na to, że wokół tej gwiazdy istnieje masywna gazowa otoczka.

Otoczki tej praktycznie nie sposób zobaczyć w świetle widzialnym, natomiast jest bardzo łatwa do dostrzeżenia w ultrafiolecie, na którym operuje GALEX. Potwierdzenia dostarczyły pomiary w innych obserwatoriach: Kitt Peak National Observatory w Arizonie, Palomar Observatory w Kalifornii i Wise Observatory w Izraelu oraz Lick Observatory w Kalifornii (spektroskopia optyczna).

Na zdjęciach z GALEX, wykonanych 25 stycznia 2004 roku w czasie względnie małej aktywności gwiazdy, fragmenty otoczki są widoczne jako płatowate półprzezroczyste obiekty poniżej i na prawo od Z Cam, oraz jako prostopadłe linie po lewej. Jasnoniebieska smuga w prawym dolnym rogu zdjęć jest utworzona przez światło odbite przez znajdujący się niedaleko pył. Nie jest pewne, czy Z Cam jest źródłem tego światła.

Obecność otoczki to ostateczny dowód, że nowa karłowata kilka tysięcy lat temu przeszła eksplozję klasycznej nowej.

Galaxy Evolution Explorer jest prowadzony przez California Institute of Technology w Pasadenie (CalTech) we współpracy z NASA.

Autor

Teresa Kubacka