Tähefüüsik Tiina Liimets: peagi plahvatav noova pakub vaatemängu ka Eesti taevas

Noova plahvatust ennustatakse T Coronae Borealis (T CrB) süsteemis, mis asub meie põhjataevas Põhjakrooni tähtkujus. Noova uurimine võimaldab meil jälgida, millised reaktsioonid toimuvad tähe sees, mis omakorda aitab paremini mõista, kuidas moodustuvad uued keemilised elemendid. Selliste protsesside mõistmine aitab meil paremini aru saada, kuidas universumis areneb keemiline mitmekesisus ning millised on uute tähtede ja galaktikate tekkimise tingimused.

Noova plahvatuse uurimisse on kaasatud rahvusvaheline uurimisgrupp, millesse kuulub ka Tartu Ülikooli Tartu observatooriumi külalisteadur Tiina Liimets. Projekti juhib Arizona State University astrofüüsika professor Sumner Starrfield, kes teeb koostööd teadlastega nii Ameerikas, Indias, Inglismaal, Saksamaal kui Eestis. Tiina Liimetsa sõnul on see erakordne, et meil tekib võimalus palja silmaga jälgida meie enda Linnutee galaktikas toimuvat noova plahvatust. „Teaduslikult on minu jaoks aga kõige huvipakkuvam hoopis peale plahvatust vaadeldavad noovajäänukid, mis moodustuvad ainest, mis on noovaplahvatuse käigus tähest välja paisatud. Jäänukid annavad väärtuslikku teavet, kuidas aine tähelt välja paisati ja kuidas on noovat ümbritsev keskkond jäänuki paisumist mõjutanud. Noovajäänukid rikastavad keskkonda raskemate elementidega, mis on vajalikud järgmiste tähtede ja planeetide moodustumiseks,” lisas Liimets.

Mis on noova ja kuidas see tekib?

Noovad tekivad süsteemides, kus kaks tähte tiirlevad teineteise lähedal. Üks nendest on valge kääbus ja teine enamasti peajada täht. Noova plahvatus tekib, kui valge kääbus kogub oma kaaslaselt piisavalt palju vesinikku. Aine kogunedes tekib valge kääbuse pinnal kriitiline rõhk ja temperatuur, mille tulemuseks on kiire termotuumareaktsioon – vesiniku muundumine heeliumiks, mis vabastab tohutu koguse energiat ja gaasi ning muudab tähe mõneks päevaks üheks kõige heledamaks nähtavaks taevakehaks kogu taevas. Noova plahvatuse käigus eralduvad elemendid – näiteks süsinik, lämmastik ja hapnik – on olulised nii tähtede arenguks kui ka planeetide moodustamiseks ja elu tekkeks.

T CrB süsteemis on valge kääbuse kaaslaseks punane hiid ja plahvatus toimub selle tähetuules. See on äärmiselt haruldane nähtus, mis toob kaasa ekstreemse temperatuuri tõusu – eralduvate gaaside temperatuur võib ulatuda miljonite kraadideni. Valge kääbus T CrB süsteemis on ligikaudu Maa suurune, kuid selle mass on meie Päikese omast umbes 40% suurem. Olenevalt kaksiksüsteemi liikmete massidest, tüüpidest, kaugustest, pöördeimpulssidest ja muudest teguritest võib noova olla kas ühekordne või korduv nähtus. T CrB on korduv noova ning korduvate noovade puhul jälgitakse pingsalt, kas valge kääbuse mass on kasvanud. Kui see mass ületab teatud kriitilise piiri (1,44 Päikese massi ehk Chandrasekhari piiri ), viib see supernoova plahvatuseni. Konkreetne noova on varasemalt teadaolevalt plahvatanud vähemalt kaks korda umbes 80-aastase intervalliga.

Uurimismeetodid ja rahvusvaheline koostöö

Noova plahvatuse jälgimiseks kasutatakse mitmeid kaasaegseid uurimismeetodeid. Spektraalanalüüs võimaldab teadlastel tuvastada gaasi keemilist koostist ning mõõta temperatuurimuutusi, mis annavad täpsema ülevaate plahvatuse dünaamikast. Röntgenteleskoobid võimaldavad meil näha universumi väga kuumi nähtusi, mida tavaline valgus ei paljasta. Röntgenteleskoopide abil saab uurida täheplahvatustest tekkivaid kuumi gaase ning jälgida, kuidas need gaasid omavahel suhtlevad ja mõjutavad ümbritsevat ruumi.

Tulevased vaatlusprogrammid on seatud nii, et astronoomid saaksid pidevalt jälgida T CrB plahvatuse arengut. Mitmed meeskonnad üle maailma teevad koostööd, et saada reaalajas andmeid ja koguda informatsiooni nii gaaside paisumise, kiirguse intensiivsuse kui ka keemiliste elementide tekkimise kohta. Selline pidev jälgimine on väga oluline, sest võimaldab teha täiendavaid teaduslikke järeldusi ja parandada meie arusaama universumi ainulaadsetest plahvatuste mehhanismidest.

„Kindlasti vaadeldakse T CrB noova plahvatust ka Tartu observatooriumi teleskoopidega Tõraveres. Et noova plahvatust on oodata, teame ka tänu meie kolleegidele Tautenburgi observatooriumis, kes on täheldanud T CrB spektraalseid muutusi. See näitab, et midagi on toimumas,” on Liimets ootusärev.

Teadlased saavad uurida üht universumi kõige dramaatilisemat nähtust reaalajas. Noova plahvatuse uurimine mitte ainult ei avarda meie teadmisi tähtede evolutsioonist, vaid aitab ka laiemalt mõista, kuidas keemilised elemendid tekivad ja levivad ning mõjutavad universumi arengut.

Loe sel teemal värskelt avaldatud teadusartiklit.

Loe Arizonase Ülikooli pressiteadet.

Vaata animatsiooni noova plahvatusest.

Kuula teadussaatet Labor (30.03.2025)