27 juli 2021

Wat is een nova nou precies?

Voorstelling van een klassieke nova

Voorstelling van een klassieke nova. Credit: David A. Hardy, STFC.

Wereldwijd trekt de op 14 augustus j.l. ontdekte nova in het sterrenbeeld Dolfijn veel bekijks en da’s niet voor niets, want het is lang geleden dat een nova verscheen die met het blote oog zichtbaar is. Inmiddels weten we op basis van de verkregen spectra dat het een zogenaamde ‘klassieke nova’ is, d.w.z. eentje die ontstaat door een witte dwerg in een dubbelstersysteem, welke continue gevoed wordt door de partnerster – meestal een rode reus of een hoofdreeksster. Dit gas verzamelt zich in een roterende afgeplatte schijf rond de witte dwerg, de zogeheten accretieschijf. Als de witte dwerg een sterk magneetveld heeft, kan het gas (hoofdzakelijk waterstof) ook doorstromen naar het oppervlak van de witte dwergster. De ster staat zo dicht bij de witte dwerg dat hij zich in diens Rochelob bevindt. Als er genoeg waterstof verzameld is, kunnen druk en temperatuur daarin zover oplopen dat een kernreactie op gang komt waarbij waterstofkernen fuseren tot helium. Dit is dezelfde reactie die in een waterstofbom plaatsvindt, en het resultaat laat zich raden: er ontstaat een enorme, explosieve thermonucleaire kettingreactie. Bij die explosie wordt een massa de ruimte ingeslingerd ongeveer twintig keer zo groot als de aarde. De lichtsterkte van de witte dwerg wordt hierbij wel 10.000 keer zo groot.

Lichtcurve van een andere nova, nova Sagittarii 2012

Lichtcurve van een andere nova, nova Sagittarii 2012. Credit: NASA

Na de explosie als nova stroomt opnieuw gas naar de witte dwerg en kan de cyclus zich herhalen. Er zijn sterren waarvoor de cyclus zo kort duurt dat we al meerdere malen achtereen een nova-uitbarsting hebben waargenomen. Dit noemt men recurrente (terugkerende) novae. Bij de meeste recurrente novae gebeuren de explosies met een interval van enkele tientallen jaren. Een voorbeeld van zo’n recurrente nova is T Coronae Borealis. De helderheidstoename van recurrente novae is kleiner dan bij “eenmalige” novae. Indien de witte dwerg door de massatoevoer zwaarder wordt dan 1,38 keer de massa van de zon zal ‘ie niet als nova exploderen, maar als type Ia supernova, waarbij de lichtsterkte miljarden keren zo groot kan worden. In dat geval blijft er van de witte dwerg en de begeleider niets over.

Spectrum van Nova Del 2013, gemaakt door Paul Gerlach

Spectrum van Nova Del 2013, gemaakt door Paul Gerlach

Van de witte dwerg die Nova Del 2013 heeft veroorzaakt is nog niet heel veel bekend [1]Op de AAVSO-website wordt dit er over gezegd: P. Schmeer (Bischmisheim, Germany) reports a star of blue magnitude 17 (16.86 V, from The Guide Star Catalogue, Version 2.3.2) located about 0.3″ … Continue reading. Volgens ATel 5283 is de afstand 1 kpc (=3261 lichtjaar), maar dat is niet met zekerheid. Zoals hierboven gemeld heeft men op basis van het spectrum van de nova vast kunnen stellen dat het een klassieke nova is. Het spectrum – hiernaast te zien – laat enkele sterke H-α en H-α² emissielijnen van waterstof zien en zogenaamde P Cygni profiel emissielijnen. Ook is er een blauwverschoven absorptielijn (t.g.v. uitgestoten materie). Uit het golflengteverschil tussen absorptie- en emissielijnen volgt een expansiesnelheid van het uitgestoten materiaal van zo’n 1620 km/s. Voor de vergelijking met de lichtcurve van nova Sagittarii 2012 hieronder de curve van Nova Del 2013 van de afgelopen drie dagen. Hieruit blijkt dat het maximum is bereikt en dat ‘ie weer aan het verzwakken is.

lichtcurve_NovaDel2013

Credit: AAVSO.

Bron: Wikipedia + Astroforum.

References

References
1 Op de AAVSO-website wordt dit er over gezegd: P. Schmeer (Bischmisheim, Germany) reports a star of blue magnitude 17 (16.86 V, from The Guide Star Catalogue, Version 2.3.2) located about 0.3″ from the position of the nova at position end figures 30.714s, 04.22″. Denisenko et al. suggest that the variable is identical to the blue star USNO-B1.0 1107-0509795 (position end figures 30.713s, 03.97″; blue mag 17.2- 17.4, red mag 17.4-17.7) and to the ultraviolet source GALEX J202330.7+204603 (NUV magnitude 17.9); their color-combined (BRIR) Digitized Sky Survey finder chart posted athttp://master.sai.msu.ru/static/OT/J202330+204604-BRIR5x5.jpg (field-of-view 5′ x 5′) has the proposed precursor marked. (CBET 3628)

Comments

  1. Hubert hautecler zegt

    Ik kom juist op je blog terecht via Astroforum portaal (meestal ga ik rechtstreeks naar het forum) en lees je laatste blog over Nova Del 2013. Leuk dat je de lichtcurve hebt genomen met mijn (HHU) waarnemingen geplot.

    PS: heb je blog in mijn favorieten gezet.

    • Graag gedaan hoor. Ik kwam die link naar de laatste lichtcurve op het Astroforum tegen en heb ‘met gebruikt. Het Nederlandse aandeel in die curve is erg hoog, geloof ik. 🙂

  2. Piet Spaans zegt

    Waterstofkernen kunnen niet fuseren tot heliumkernen. Dat zou een viervoudige botsing inhouden tussen positief geladen deeltjes.

    • Mijn inziens kan dat wel degelijk. Sterker nog, als waterstofkernen (protonen) NIET zouden kunnen fuseren tot heliumkernen dan zou de zon er ook niet zijn, want die draait op de fusie van waterstof tot helium, middels de proton-proton cyclus.

      • Piet Spaans zegt

        Misschien is het een goed idee om het aangehaalde artikel op de Wikipedia te lezen. De proton proton reactie vormt een deuteron en een positron. Deze reactie vindt overigens alleen plaats in sterren die massief genoeg zijn. De hele cyclus heeft verschillende deelreacties waarbij gewoon twee deeltjes botsen of een deeltje uit elkaar valt, net zoals bij alle chemische reacties. Het komt erg vaak voor dat men de bruto reactie als een proces ziet, maar mijns inziens is dat fundamenteel fout. 90% van de Nederlanders denkt ook dat door planten zuurstof wordt gevormd uit CO2, terwijl het feitelijk wordt gevormd door splitsing van water. Er zijn genoeg fusiereacties waarbij Heliumkernen worden gevormd, maar een reactie met 4 protonen die simultaan tegen elkaar botsen bestaat niet.

        • Olaf van Kooten zegt

          Nee, niet simultaan nee. Maar via tussenreacties resulteren 4 protonen wel degelijk tot heliumkernen. De zon is massief genoeg voor de proton proton ketting. Het zijn juist massievere sterren die een andere methode hanteren, namelijk de Koolstof Stikstof Zuurstof Cyclus (CNO cycle).

          • Piet Spaans zegt

            Ik bedoelde de bruine dwergen die alleen maar het zeldzame deuterium kunnen fuseren, waardoor ze geen proton protonreacties nodig hebben.
            De tussenreacties zijn mijns inziens wel essentieel, omdat het mengsel al die tussenproducten ook moet bevatten voordat er fusie tot Heliumkernen plaatsvindt. In een zo kortstondig fenomeen als een nova is dat wel essentieel.

          • Arie Nouwen zegt

            Ah..bruine dwergen, dat verklaart het. Dit zijn eigenlijk mislukte sterren, die te weinig massa hebben om in de kern over te kunnen gaan tot de fusie van waterstof in helium. In de omstandigheden van de explosie van de witte dwerg kan dat wel plaatsvinden.

    • Olaf van Kooten zegt

      De druk in de kern van een ster (of in de aangetrokken materieschil in het geval van een nova) is dusdanig hoog dat iedere elektromagnetische afstoting tussen protonen wordt opgeheven.

      • Piet Spaans zegt

        De elektrische afstoting tussen twee protonen in het binnenste van de zon is zeer groot, zo groot dat de reactie bij heersende druk en 15 miljoen Kelvin niet plaats zou kunnen vinden ware het niet dat er zoiets als kwantummechanische tunneling bestaat, waardoor de protonen toch kunnen reageren, al is de energiebarriere te hoog in klassieke zin.
        De druk in de zone van een nova waar fusie plaatsvindt lijkt me laag, het doet me meer denken aan de omstandigheden in een tokamak (1 miljoenste atmosfeer) dan aan de omstandigheden in het binnenste van een ster. In feite is de temperatuur sowieso het belangrijkst, dat bepaalt of twee kernen voldoende kinetische kunnen energie bezitten om de afstotingsbarriere te overwinnen. Ik heb het idee dat je de elektrische kracht in hoge mate onderschat, feitelijk is dit een zeer sterke kracht.

        • Olaf van Kooten zegt

          Ik onderschat de em-kracht zeker niet! Maar als de druk en temperatuur in de kern hoog genoeg zijn, dan zorgt dit toch voor voldoende kinetische energie om de afstoting te overwinnen, waardoor protonen kunnen fuseren? Ik wist niet dat kwantumtunneling een rol had in deze, weer wat geleerd 😀

  3. Volgens de Wikipedia vindt de omzetting van waterstof naar helium bij een nova niet plaats via de p-p cyclus, maar via de CNO-cyclus. Zie:

    http://en.wikipedia.org/wiki/Nova

    paragraaf “development”, alinea 1.

Laat wat van je horen

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: