Inom biologin, "symbios" avser två organismer som lever nära och interagerar med varandra. Astronomer har länge studerat en klass av stjärnor-som kallas symbiotiska stjärnor-som finns på samma sätt. Med hjälp av data från NASA:s Chandra röntgenobservatorium och andra teleskop, astronomer får en bättre förståelse för hur flyktiga detta nära stjärnförhållande kan vara.

R Aquarii (R Aqr, för kort) är en av de mest kända av de symbiotiska stjärnorna. Beläget på ett avstånd av cirka 710 ljusår från jorden, dess förändringar i ljusstyrka märktes först med blotta ögat för nästan tusen år sedan. Sedan dess, astronomer har studerat detta objekt och fastställt att R Aqr inte är en stjärna, men två:en liten, tät vit dvärg och en kall röd, jätte stjärna.

Den röda jättestjärnan har sina egna intressanta egenskaper. På miljarder år, vår sol kommer att förvandlas till en röd jätte när den tar ut kärnbränslet i kärnan och börjar expandera och svalna. De flesta röda jättarna är lugna och lugna, men vissa pulserar med perioder mellan 80 och 1, 000 dagar som stjärnan Mira och genomgår stora förändringar i ljusstyrkan. Denna delmängd av röda jättar kallas "Mira -variabler".

Den röda jätten i R Aqr är en Mira -variabel och genomgår ständiga förändringar i ljusstyrkan med en faktor 250 när den pulserar, till skillnad från sin vita dvärgkompis som inte pulserar. Det finns andra slående skillnader mellan de två stjärnorna. Den vita dvärgen är ungefär tiotusen gånger ljusare än den röda jätten. Den vita dvärgen har en yttemperatur på cirka 20, 000 K medan Mira -variabeln har en temperatur på cirka 3, 000 K. Dessutom har den vita dvärgen är något mindre massiv än sin följeslagare men eftersom den är mycket mer kompakt, dess gravitationsfält är starkare. Gravitationskraften hos den vita dvärgen drar bort de slungande yttre skikten av Mira -variabeln mot den vita dvärgen och till dess yta.

Ibland, tillräckligt mycket material kommer att ackumuleras på ytan av den vita dvärgen för att utlösa termonukleär fusion av väte. Frisättning av energi från denna process kan producera en nova, en asymmetrisk explosion som blåser av stjärnans yttre lager med hastigheter på tio miljoner miles i timmen eller mer, pumpa energi och material ut i rymden. En yttre materialring ger ledtrådar till denna utbrottshistoria. Forskare tror att en nova -explosion år 1073 producerade denna ring. Bevis för denna explosion kommer från optiska teleskopdata, från koreanska register över en "gäst" -stjärna på positionen R Aqr 1073 och information från Antarktis iskärnor. En inre ring genererades genom ett utbrott i början av 1770 -talet. Optiska data (röd) i en ny sammansatt bild av R Aqr visar den inre ringen. Den yttre ringen är ungefär dubbelt så bred som den inre ringen, men är för svagt för att vara synlig i den här bilden.

Sedan strax efter att Chandra lanserades 1999, astronomer började använda röntgteleskopet för att övervaka beteendet hos R Aqr, ge dem en bättre förståelse för R Aqrs beteende under senare år. Chandra-data (blå) i denna komposit avslöjar en stråle med röntgenstrålning som sträcker sig uppe till vänster. Röntgenstrålarna har sannolikt genererats av chockvågor, liknande soniska bommar runt supersoniska plan, orsakad av att strålen träffade omgivande material.

Eftersom astronomer har gjort observationer av R Aqr med Chandra genom åren, år 2000, 2003, och 2005, de har sett förändringar i denna jet. Specifikt, klossar med röntgenemission flyttar sig bort från stjärnparet med hastigheter på cirka 1,4 miljoner och 1,9 miljoner miles i timmen. Trots att färdas med en långsammare hastighet än materialet som matas ut av noven, jetplanen stöter på lite material och saktar inte ner mycket. Å andra sidan, materia från nova sveper upp mycket mer material och bromsar avsevärt, förklarar varför ringarna inte är mycket större än strålarna.

Med hjälp av klossarnas avstånd från det binära, och antar att hastigheterna har hållits konstanta, ett team av forskare från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) i Cambridge, Massa, uppskattade att utbrott på 1950- och 1980 -talet gav blåsorna. Dessa utbrott var mindre energiska och inte lika ljusa som novaxplosionen 1073.

In 2007 a team led by Joy Nichols from CfA reported the possible detection of a new jet in R Aqr using the Chandra data. This implies that another eruption occurred in the early 2000s. If these less powerful and poorly understood events repeat about every few decades, the next one is due within the next 10 years.

Some binary star systems containing white dwarfs have been observed to produce nova explosions at regular intervals. If R Aqr is one of these recurrent novas, and the spacing between the 1073 and 1773 events repeats itself, the next nova explosion should not occur again until the 2470s. During such an event the system may become several hundred times brighter, making it easily visible to the naked eye, and placing it among the several dozen brightest stars.

Close monitoring of this stellar couple will be important for trying to understand the nature of their volatile relationship.

Rodolfo ("Rudy") Montez of the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) in Cambridge, Mass, presented these results at the 230th meeting of the American Astronomical Society in Austin, TX. His co-authors are Margarita Karovska, Joy Nichols, and Vinay Kashyap, all from CfA.