GK Perseus

GK Perseus (GK Persei, GK Per, Nova Persei 1901) är en ljus ny stjärna som flammade upp 1901 i stjärnbilden Perseus på ett avstånd av 1500 ljusår från jorden . Den nådde en maximal ljusstyrka på 0 m , 2 magnituder , och var den ljusaste nya stjärnan på 1900-talet , tills en annan nova flammade upp i stjärnbilden Aquila 1918 . För närvarande fluktuerar dess skenbara magnitud runt 13m.5 . [7] .

Utbrottet 1901

GK Perseus upptäcktes den 21 februari 1901 av den skotske prästen och amatörastronomen Thomas David Anderson (  (engelska) Thomas David Anderson ) från Edinburgh , när han tog en tillfällig titt på himlen och såg en stjärna av tredje magnituden i stjärnbilden Perseus . Anderson var en erfaren observatör: han hade tidigare upptäckt T Aurigae , också en nova, 1892 . Nästa dag rapporterade han sin observation till Greenwich Observatory och blev förvånad över att inse att han var upptäckaren av den första novaen på 1900-talet [7] .

I Ryssland var den första som såg henne en 15-årig Kiev-gymnasiumstudent Andrei Borisyak (1885-1962) (tillsammans med sin vän A.I. Baranovsky). Han var flera timmar före professionella astronomer och tilldelades betydande utmärkelser för den gången för denna upptäckt. Kejsar Nicholas II gav honom Zeiss- teleskopet med sin egen hand , och det ryska astronomiska sällskapet accepterade honom som fullvärdig medlem. Senare, på rekommendation av Flammarion , blev Borisyak också medlem i French Astronomical Society . Borisyak drömde om att koppla ihop sitt öde med astronomi och gick in på universitetet , men han kunde inte bemästra de komplexa matematiska disciplinerna. Som ett resultat blev han en professionell musiker och skrev läroboken "School of playing the cello" [8] .

Efter att ha fått ett meddelande om utbrottet fann astronomer vid Harvard Observatory att i stället för den nya fanns det tidigare en svag stjärna med magnituden 13 m , som visade små fluktuationer i ljusstyrkan. Det hände så att denna region av stjärnbilden Perseus fotograferades två dagar före Dr Andersons upptäckt, och på den fotografiska plattan hade stjärnan ett minimum av ljusstyrka. På mindre än två dagar ökade stjärnan alltså sin ljusstyrka från 13 m till 3 m och ökade sin ljusstyrka med 10 000 gånger.

Under de följande två dagarna fortsatte stjärnan att öka i ljusstyrka, om än något långsammare, tills den nådde ett maximalt värde på 0 m , 2, lika i ljusstyrka som Capella och Vega . Den totala förändringen i ljusstyrka var fjorton magnituder, och detta värde nåddes på mindre än fyra dagar. Omedelbart efter toppen av ljusstyrkan började den blekna snabbt (men inte lika snabbt som den bröt ut): sex dagar efter maximum var det en stjärna av andra magnituden och två veckor senare - den fjärde. I detta skede började en serie svängningar med en frekvens på cirka fyra dagar och en amplitud på 1m.5 . Dessa fluktuationer fortsatte i flera månader när stjärnan fortsatte att blekna. Novan återgick till sitt viloläge och sin normala storlek på 13 m på elva år [7] .

Fireworks Nebula

Sex månader efter utbrottet sa den franske astronomen Camille Flammarion och hans kollegor att de hade fotograferat "det lysande skalet som omger stjärnan". Detta förbryllade astronomerna, eftersom det i det här fallet visar sig att skalet, som kastades av av explosionen av den nya, flyger isär med en hastighet som är snabbare än ljusets hastighet . Det tar vanligtvis år innan det material som kastas ut från sådana händelser kan lösas upp i markbaserade teleskop. Charles Perrine och George Ritchie noterade också förändringen i läget för skaldensitetsområdena i fotografier tagna från månad till månad. Skalet i GK Perseus-systemet expanderade med en enorm hastighet av 11 bågminuter per år - tio gånger ljusets hastighet, vilket orsakade uppståndelse bland astronomer och i den populära pressen [7] .

Den holländska astronomen Jakob Kaptein var förmodligen den första som hävdade att ett "expanderande" skal faktiskt inte rör sig alls. Han föreslog att det vi ser faktiskt är ljusekot från en blixt. Kapteyns teori förklarade bara delvis situationen. Paradoxen löstes 1939 av Paul Couder .

Han föreslog att närvaron av ett dammhölje före utbrottet av GK Per skulle förklara FTL-ekot runt denna stjärna. Blixten av det nya är i själva verket en sfärisk ström av ljus, som gradvis framhäver det omgivande dammet. Strålningen som går direkt till jordobservatören framhäver dammet längs siktlinjen mot jorden. Andra strålar lyfter fram dammet bort från siktlinjen efter ett tag och avviker sedan mot jorden. Dessa strålar reste faktiskt ett relativt litet extra avstånd, men ekot verkar ha ökat i avståndet mellan den direkta strålen och de avböjda strålarna, så expansionen verkar vara snabbare än ljusets hastighet. Den skenbara rörelsehastigheten är oändlig i det ögonblick då ljuset riktat mot betraktaren först framhäver dammet, men det saktar ner när ljusringen växer [9] . Observatören ser ljuset av en imaginär expansion av ytan runt nova, som är ytan av en prolat ellipsoid där nova och jorden är i fokus för denna ellipsoid. Om det finns damm på linjen mellan novan och observatören, uppstår effekten av "superluminal" expansion. Nästan femton år efter explosionen blev nebulosans hölje runt GK Perseus äntligen fullt synlig och fick namnet Fyrverkeri Nebula [10 ] . Strukturen för denna nebulosa förklaras av att expansionen sker i ett tätt interstellärt medium [11] . Dess massa beräknas vara mer än 0,0001 solmassor , och dess expansionshastighet når 1200 km/s, dess diameter är fortfarande mindre än ett ljusår [12] [13] .

GK Persei (som kataklysmiska variabla stjärnor som liknar den) är ett nära binärt system som består av en kompakt vit dvärg som absorberar materia från en gigantisk kall stjärna av spektraltyp K2IV genom en ansamlingsskiva [14] . När materiens massa når ett kritiskt värde uppstår en termonukleär blixt som skjuter ut stjärnmateria i det omgivande rymden, men inte förstör den vita dvärgen. GK Perseus-systemet är mycket nära: omloppsperioden för den vita dvärgen är två dagar [7] .

Observationer av GK Perseus

Stjärnan ligger i området mellan en av de mest kända variablerna, Algol ( Beta Persei ), och stjärnbildens ljusaste stjärna, Alpha Persei . För närvarande ( 2012 ) har GK Per sin lägsta ljusstyrka i cirka tretton år, men den kan observeras även med teleskop med måttlig bländare, vilket är användbart för att upptäcka eventuella framtida förändringar i GK Perseus [7] .

Till skillnad från novaen 1918 , som, efter att ha minskat sin ljusstyrka till 13 m , inte visade någon aktivitet, började GK Perseus visa sällsynta blixtar och ändrade sin ljusstyrka med ett värde från 2 m till 3 m (det vill säga den ökade sin ljusstyrka från 7 till 15 gånger jämfört med vilotillståndet) [7] .

Med början omkring 1966 blev dessa utbrott ganska regelbundna, varade vanligtvis ungefär två månader och inträffade ungefär vart tredje år. GK Persei är alltså inte en klassisk nova: den beter sig som en typisk dvärgnova - en typ av kataklysmisk variabel stjärna - som av någon anledning upplevde ett kraftfullt utbrott. Upptäckten 1978 av röntgenstrålar som sänds ut från detta system skulle göra det möjligt för forskare att mer exakt definiera GK Perseus som en magnetisk kataklysmisk variabel.

Efter upptäckten av den magnetiska naturen hos GK klassificerades Perseus som en mellanpolär . Dessa stjärnor har en magnetfältstyrka på cirka 1-10×10 6 gauss (som jämförelse är styrkan på jordens magnetfält cirka 0,5 gauss). I mellanpolärer rör sig det anhopande materialet längs magnetiska linjer och faller på ytan av den vita dvärgen nära de magnetiska polerna. När ansamlingsmaterial kolliderar med ytan på en vit dvärg omvandlas dess kinetiska energi för fritt fall till värme. Temperaturen i detta ögonblick är cirka 10 8 K (10 keV ), och det är denna slagplasma som är en kraftfull källa till hård röntgenstrålning [7] .

Under 1978 års GK Persei-flamma fann Andrew King och kollegor vid University of Leicester , som bearbetade data från Ariel V -satelliten , att stjärnan flammade upp i röntgenstrålar. Satelliten kunde dock bara ta emot data en gång var 100:e minut, så aktiviteten i systemet registrerades bara men undersöktes inte i detalj. I juli 1983 meddelade AAVSO att denna ex-nova producerade blixtar med låg amplitud. Andrew King och Michael Watson, som då tilldelades tid på EXOSAT- satelliten , observerade GK Per och från de erhållna uppgifterna drog man slutsatsen att perioden för röntgenpulseringar är 351 sekunder [7] .

GK Perseus i litteraturen

GK Perseus nämns i slutet av H. F. Lovecrafts berättelse " Beyond the Wall of Sleep ".

Anteckningar

1. ↑ 1 2 GK Persei = Nova Persei 1901  (engelska) . NASA . Arkiverad från originalet den 14 december 2012.
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 : NOVA Per 1901 . SIMBAD . Centre de Données astronomiques de Strasbourg . Arkiverad från originalet den 14 december 2012.  (obestämd) (Engelsk)
3. ↑ 1 2 Gaia Data Release 2  (engelska) / Data Processing and Analysis Consortium , European Space Agency - 2018.
4. ↑ GK  per . OKPS . Arkiverad från originalet den 22 februari 2014.
5. ↑ Morales-Rueda L., Still MD, Roche P., Wood JH, Lockley JJ Stjärnmassaförhållandet för GK  Persei // Mån. Inte. R. Astron. soc. / D. Flower - OUP , 2002. - Vol. 329.—S. 597–604. — ISSN 0035-8711 ; 1365-2966 - doi:10.1046/J.1365-8711.2002.05013.X - arXiv:astro-ph/0110332
6. ↑ 1 2 Harrison TE, Hamilton RT Kvantifiering av kolförekomsten i sekundära stjärnor av SS Cygni, RU Pegasi och GK Persei  // Astron . J. / J. G. III , E. Vishniac - NYC : IOP Publishing , American Astronomical Society , University of Chicago Press , AIP , 2015. - Vol. 150. - S. 142. - ISSN 0004-6256 ; 1538-3881 - doi:10.1088/0004-6256/150/5/142 - arXiv:1509.03664
7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 BSJ. GK Persei  . AAVSO (17 juli 2010). Arkiverad från originalet den 14 december 2012.
8. ↑ Del II. Offentliga amatörorganisationer (fram till 1991). . Historien om amatörastronomi i Ryssland och Sovjetunionen. (6 september 2004). Arkiverad från originalet den 16 februari 2013. (ryska)
9. ↑ Felton, James E. Light Echoes of Nova Persei 1901 // Sky & Telescope . - 1991. - Februari. - S. 153-157 .
10. ↑ GK Perseus: Nytt 1901 . AKD . Astronet (5 november 2011). Arkiverad från originalet den 8 februari 2012. (ryska)
11. ↑ Fyrverkeri Nebula . AKD . Astronet (4 juli 1998). Arkiverad från originalet den 8 juni 2012. (ryska)
12. ↑ NASA idag. Återstoden av novaen GK Persei . Astronet (27 september 1994). Arkiverad från originalet den 21 november 2011. (ryska)
13. ↑ Animation som illustrerar förändringen i fyrverkerinebulosan 1994 , 2003 och 2011 . Arkiverad från originalet den 25 februari 2014. (obestämd)
14. ↑ Nigel Sharp. Nova rest GK Per  (engelska) . WINY observatorium . Nationellt observatorium för optisk astronomi . Hämtad 17 april 2014. Arkiverad från originalet 14 december 2012.

Ordböcker och uppslagsverk	Britannica (online)
I bibliografiska kataloger	J9U : 987007285532705171 LCCN : sh00001996