Нова зірка

Нові зірки, в астрономічної літературі зазвичай просто "нові" ( лат. nova [од. число], novae [мн. число] ) - зірки, світність яких раптово збільшується в ~ 10 ³ -10 ⁶ разів (в середньому збільшення світності в ~ 10 ^4, блиску ~ 12 зоряних величин).

1. Спостережувані характеристики зірок

Зміна блиску нової Лебедя 1975 р. (V1500 Cyg)

2. Механізм спалаху

Акреції на білий карлик в тісному подвійній системі (в уявленні художника)

Всі нові зірки (як і новоподібні і катаклізмічних змінні) є тісними подвійними системами, що складаються з білого карлика і зірки-компаньйона, що знаходиться на головної послідовності, або досягла в ході еволюції стадії червоного гіганта і заповнила свою порожнину Роша. У таких системах відбувається перетікання речовини зовнішніх шарів зірки-компаньйона на білий карлик через околиці точки Лагранжа L _1, перетікає речовина утворює навколо білого карлика аккреційний диск, швидкість аккреции на білий карлик постійна і визначається параметрами зірки-компаньйона і ставленням мас зірок-компонентів подвійної системи; складу падаючого на білий карлик газу типовий для зовнішніх шарів червоних гігантів і зірок головної послідовності - більше 90% водню.

Залежність тиску виродженого газу від температури: спалах нової (реакції CNO-циклу) розвивається на горизонтальній ділянці

Білі карлики представляють собою "вигорілі" ядра червоних гігантів, в ході еволюції скинули свою оболонку, їх склад залежить від маси вихідної зірки: еволюція менш масивних зірок веде до гелієвим білим карликам, в результаті еволюції зірок з більшою масою, в ядрі які йшла потрійна гелієва реакція утворюються вуглецеві білі карлики. У кожному разі для розвитку спалаху нової ключовими є два чинники: вкрай низький вміст водню і вироджені стан речовини білого карлика.

Аккреціруемий газ накопичується на поверхні білого карлика, утворюючи збагачений воднем шар, через вкрай високого прискорення вільного падіння на поверхні білого карлика (~ 10 ⁶ м / с ) цей шар знаходиться в виродженому стані і додатково розігрівається потоком з акреційного диска, швидкість падіння якого складає ~ 1000 км / с. У міру накопичення в поверхневому шарі водню і підвищення температури в збагаченому воднем шарі починають йти термоядерні реакції CNO-циклу, цьому сприяє і проникнення в вироджений поверхневий шар вуглецю з нижчих шарів білого карлика. В невироджених умовах енерговиділення йдуть в речовині термоядерних реакцій, що приводить до підвищення температури, призводить до зростання тиску і, відповідно, розширення, пониження щільності та зниження швидкості ядерних реакцій (пропорційною щільності та температурі) - тобто встановлення саморегульованого гідростатичної рівноваги, як це відбувається в надрах зірок головної послідовності. Однак особливістю нерелятівістского виродженого газу є вкрай слабка залежність тиску від температури: . Результатом є вибухоподібний прискорення реакцій термоядерного синтезу в багатій воднем оболонці, температура різко зростає до зняття виродження при даній щільності і формується ударна хвиля, яка скидає верхній шар водневої оболонки білого карлика в навколишній простір. Таке вибуховий наростання швидкості термоядерних реакцій в виродженому зірковому речовині є досить типовим явищем: подібну природу мають гелієві спалаху червоних гігантів і вуглецева детонація в вироджених ядрах масивних зірок і масивних білих карликів при перевищенні межі Чандрасекара.

Незабаром після спалаху починається новий цикл аккреции на білий карлик і накопичення водневого шару і, через деякий час, обумовлений темпами аккреции і властивостями білого карлика, спалах повторюється. Інтервал між спалахами становить від десятків років у повторних нових до тисяч років у класичних нових зірок.

3. Історичне значення

При спостереженні за наднової SN 1572 в сузір'ї Кассіопея астроном Тихо Браге, відбив це в своїх записах як про нову зірку (від лат. de stella nova ), Давши тим самим народження терміну нова. У своїх роботах він стверджував, що так як рух близьких об'єктів повинно бути помітно щодо нерухомих зірок, то нова повинна знаходитися дуже далеко.

4. Історія досліджень

За 2200 років (532 р. д.н.е. - 1690 р.н.е.) в китайських і японських літописах було виявлено близько 90 спалахів Нових. Після винаходу телескопа (1609 р.) і до спалаху Ета Кіля (1843 р.) європейські вчені помітили лише 5 спалахів Нових зірок. З другої половини XIX століття спалаху Нових зазвичай відкривали щорічно. Вільям Хаггінс в 1866 року вперше виконав спектроскопічні спостереження нової зірки (Нової Північної Корони 1866) і виявив наявність навколо неї газової оболонки, що світиться в лініях водню. У XX столітті було тільки 5 років протягом яких не було помічено жодного спалаху Нових: 1908, 1911, 1923, 1965 і 1966 року. У XXI столітті традиційно за рік відкривається до 10 спалахів Нових. Блиск більшості Нових перевищує 6 зв. вел., але рідко виявляється вище 12 зв. вел.

5. Нові як індикатори відстані

Нові мають хороші шанси бути використаними в якості стандартних свічок. Нехай, наприклад, розподіл її абсолютної зоряної величини бімодальному, з основною вершиною в -7,5 і меншою в -8,8. Крім того, абсолютна зоряна величина нової залишається приблизно однаковою (-5,5), близько 15 днів після вибуху. Визначення відстаней галактик і скупчень галактик за допомогою нових дають таку ж точність, як і при використанні цефеїд.

6. Номенклатура, типи і класифікація нових зірок

До 1925 р. нові зірки іменувалися відповідно до номенклатури змінних зір Фрідріха Аргеландер 1862 р., тобто ім'я складалося з літерного індексу, відповідного по порядку їх відкриття в сузір'ї і назви сузір'я, так, наприклад, у цій номенклатурі нова 1901 р. в сузір'ї Персея позначалася як GK Per. З 1925 р. нові іменуються як змінні зірки, тобто індексом V, порядковим номером відкриття в сузір'ї і назвою сузір'я: так, наприклад, нова 1975 р. в сузір'ї Лебедя позначається як V1500 Cyg.

Непідтверджені нові позначають буквами PNV ( англ. Possible Nova ) З небесними координатами в форматі: Jhhmmssss + ddmmsss.

Нові зірки є підкласом катаклізмічних змінних зірок ( англ. C ataclysmic V ariable , Аббре. CV). Виділяють класичні нові з великим періодом між спалахами і повторні нові з відносно частою повторюваністю спалахів.

• Na - швидкі нові, англ. Rapid novae, представник GK Per
• Nb - повільні нові, англ. Slow novae
• Nc - гранично повільні нові, англ. Extremely slow novae, представник RT Ser
• NR - повторні нові, англ. Recurrent novae.

6.1. Нові яскравіше 6 зв. вел. починаючи з 1890

6.2. Повторні нові ^[1]

• RS Змієносця (RS Oph)
• T Північної Корони (T CrB)
• T Компаса (T Pyx)
• IM Наугольник (IM Nor)
• CI Орла (CI Aql)
• V2487 Змієносця (V2487 Oph)
• U Скорпіона (U Sco)
• V0394 Південної Корони (V0394 CrA)
• V745 Скорпіона (V745 Sco)
• V3890 Стрільця (V3890 Sgr)

6.3. Цікаві Нові

• DM Ліри ( карликова нова)
• A0620-00 (перша відкрита рентгенівська нова, можливо повторна)

7. Література

• Ю. П. Псковський. Нові та наднові зірки. М., 1985
• С. Ю. Шугаров. Основні фізичні характеристики катаклізмічних зірок. ГАІШ, 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.

8. Доповнення

• За класифікації Моргана-Кінана (Гарвардська класифікація), нова відноситься до типу Q.

Примітки