Ett internationellt team av astronomer har upptäckt två stjärnor i ett binärt par som fullbordar en bana runt varandra på lite mer än tre timmar, som bor i planetariska nebulosan M3-1. Anmärkningsvärt, stjärnorna kunde driva en nova -explosion, en helt oväntad händelse baserad på vår nuvarande förståelse för evolution av binära stjärnor. Laget, ledd av David Jones från Instituto Astrofisica de Canarias och Universidad de La Laguna, rapportera sina fynd i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society:Letters .

Planetära nebulosor är de glödande skalen av gas och damm som bildas från de yttre lagren av stjärnor som vår egen sol, som de kastar bort under de sista stadierna av deras utveckling. I många fall, interaktion med en närliggande sällskapsstjärna spelar en viktig roll i utmatningen av detta material och bildandet av de utarbetade strukturerna som ses i de resulterande planetariska nebulosorna.

Planet nebula M3-1 ligger i stjärnbilden Canis Major, på ett avstånd av ungefär 14, 000 ljusår. M3-1 var en fast kandidat för att vara värd för en binär centralstjärna, eftersom dess struktur med framstående strålar och trådar är typisk för dessa binära stjärninteraktioner.

Med hjälp av teleskop från European Southern Observatory (ESO) i Chile, Jones team tittade på M3-1 under en period av flera år. Under processen upptäckte de och studerade de binära stjärnorna i nebulosans mitt.

"Vi visste att M3-1 måste vara värd för en binär stjärna, så vi började skaffa oss de observationer som krävs för att bevisa detta och för att relatera nebulosans egenskaper till utvecklingen av stjärnan eller stjärnorna som bildade den "säger Brent Miszalski, forskare vid Southern African Large Telescope, och medförfattare till studien.

De två stjärnorna är så nära varandra att de inte kan lösas från marken, så i stället härleds närvaron av den andra stjärnan av variationen i deras observerade kombinerade ljusstyrka - tydligen genom periodiska förmörkelser av en stjärna av den andra som ger markanta droppar i ljusstyrkan.

"När vi började observationerna, det var omedelbart klart att systemet var en binär "förklarar Henri Boffin, forskare vid European Southern Observatory i Tyskland. "Vi såg att den tydligen enda stjärnan i nebulosans centrum snabbt förändrades i ljusstyrka, och vi visste att detta måste bero på närvaron av en följeslagare. "

Teamet upptäckte att den centrala stjärnan i planet nebulosan M3-1 har en av de kortaste orbitalperioden binära centralstjärnor som hittills är kända, på drygt tre timmar. ESO-observationerna visar också att de två stjärnorna-troligtvis en vit dvärg med en lågmassa följeslagare-är nästan rörande.

Som ett resultat, paret kommer sannolikt att genomgå ett så kallat novautbrott, resultatet av överföringen av material från en stjärna till den andra. När detta når en kritisk massa, en våldsam termonukleär explosion äger rum och systemet ökar tillfälligt i ljusstyrka med upp till en miljon gånger.

"Efter de olika observationskampanjerna i Chile, vi hade tillräckligt med data för att börja förstå egenskaperna hos de två stjärnorna - deras massor, temperaturer och radier "säger Paulina Sowicka, en doktorsexamen student vid Nicolas Copernicus Astronomical Center i Polen. "Det var en verklig överraskning att de två stjärnorna var så nära varandra och så stora att de nästan rörde varandra. En nova -explosion kan ske om bara några tusen år från nu."

Teori föreslår att binära stjärnor ska vara väl åtskilda efter bildandet av en planetarisk nebulosa. Det bör sedan ta lång tid innan de börjar interagera igen och händelser som novae blir möjliga.

Under 2007, astronomer observerade en annan nova -explosion, känd som Nova Vul 2007, inuti en annan planetarisk nebulosa.

Jones kommenterar:"Händelsen 2007 var särskilt svår att förklara. När de två stjärnorna är tillräckligt nära för en nova, materialet i planet nebula borde ha expanderat och försvunnit så mycket att det inte längre syns. "

Den nya händelsen bidrar till gåtan, tillägger Jones:"I de centrala stjärnorna i M3-1, Vi har hittat en annan kandidat för ett liknande novautbrott inom en relativt nära framtid. "

Teamet hoppas nu kunna genomföra ytterligare studier av nebulosan och andra liknande, hjälper till att belysa de fysiska processerna och ursprunget för novaer och supernovor, några av de mest spektakulära och våldsamma fenomenen i universum.