Bintang V Sagittae adalah kandidat berikutnya untuk meledak di kembang api bintang, dan tim astronom menetapkan tahun untuk ledakan dahsyat itu pada 2083, atau sekitar itu. V Sagittae berada di rasi bintang Sagitta (bahasa latin untuk panah,) rasi bintang yang redup dan nyaris tidak terlihat di langit utara. V Sagittae berjarak sekitar 1100 tahun cahaya dari Bumi.
Pada tahun 1902 para astronom menemukan V Sge sebagai bintang variabel, dan pada tahun 1963 tim astronom yang dipimpin oleh orang Amerika George Herbig mengidentifikasinya sebagai bintang biner. Berada di kelas bintang yang disebut variabel cataclysmic (CVs), di mana bintang biasa mengorbit katai putih. Bintang yang mengorbit adalah bintang primer, dan bintang sekunder adalah bintang yang mentransfer massa.
Dalam variabel bencana, kedua bintang cukup dekat sehingga gravitasi kerdil putih mendistorsi bintang sekunder. Bahan dari bintang sekunder, atau bintang donor, ditarik ke dalam cincin pertambahan di sekitar kerdil putih. Bahan dalam piringan akresi memancarkan energi UV dan X yang kuat saat jatuh ke dalam white dwarf.
"Dalam semua CV yang dikenal, kurcaci putih lebih masif daripada bintang normal yang mengorbit, jadi V Sge benar-benar unik."
Profesor Emeritus Bradley E. Schaefer, Departemen Fisika & Astronomi LSU; Penulis Utama
Menurut penelitian baru, bintang V Sge berada dalam spiral kematian. Selama beberapa dekade ke depan, V Sge akan mencerahkan secara dramatis. Kemudian, sekitar tahun 2083, ia akan mencapai titik kritis. Akan ada begitu banyak perpindahan massa dari bintang donor ke katai putih sehingga bintang donor akan semakin dekat sampai mereka bergabung. Merger yang tak terelakkan itu akan menyebabkan bencana nova.
Profesor Emeritus Bradley E. Schaefer, Departemen Fisika & Astronomi LSU, memimpin penelitian baru ini.
"Kami sekarang memiliki prediksi kuat untuk masa depan V Sge," kata Profesor Schaefer dalam siaran pers. “Selama beberapa dekade ke depan, bintang ini akan bersinar dengan cepat. Sekitar tahun 2083, laju pertambahannya akan naik secara serempak, menumpahkan massa dengan tingkat yang sangat tinggi ke kurcaci putih, dengan bahan ini menyala-nyala. Pada hari-hari terakhir dari spiral kematian ini, semua massa dari bintang pendamping akan jatuh ke kerdil putih, menciptakan angin super-masif dari bintang yang bergabung, tampak seterang Sirius, bahkan mungkin seterang Venus. ”
Penelitian baru ini dipresentasikan pada Pertemuan Tahunan American Astronomical Society.
Variabel bencana adalah kategori beragam bintang besar dengan banyak tipe berbeda. V Sge adalah salah satu tipe yang paling ekstrim. Dalam kasus V Sge, bintang donor hampir empat kali lebih besar dari teman kurcaci putihnya, menjadikannya satu-satunya CV yang dikenal di mana bintang donor lebih masif daripada kurcaci.
V Sge adalah sekitar 100 kali lebih terang dari CV yang dikenal lainnya. Pasangan ini menyalakan angin bintang yang sangat kuat, dan ini menetapkan akhir yang spektakuler untuk sistem biner. Luminositas ekstrem hanya berarti satu hal: kurcaci putih semakin banyak mengambil materi dari bintang donor. Sebagian dari materi itu akan menghampar ke katai putih dan beberapa diakselerasi ke ruang jauh dari katai putih di angin matahari yang ganas, mengaburkan sistem. Akhirnya bintang donor akan kehilangan begitu banyak materi sehingga orbitnya akan membusuk dan keduanya akan bertabrakan.
"Dalam semua CV yang dikenal kerdil putih lebih masif daripada bintang normal yang mengorbit, jadi V Sge benar-benar unik," kata Schaefer.
Para astronom telah lama mengetahui bahwa V Sge adalah biner yang tidak biasa dengan sifat-sifat aneh. Tetapi baru sekarang mereka mengerti bahwa pasangan itu berada dalam spiral kematian yang ketat. Itu karena ada foto-foto arsip V Sge yang kembali ke tahun 1890-an yang menunjukkan bintang itu semakin cerah dari waktu ke waktu ketika katai putih semakin banyak bahan dari donor.
"Sebelumnya, para astronom telah mempelajari V Sge, menyadari bahwa itu adalah sistem yang tidak biasa dengan sifat ekstrem," kata Juhan Frank, anggota tim. "Namun, tidak ada yang menyadari bahwa orbit biner berputar sangat cepat."
V Sge mengalami pencerahan ekstrim dengan faktor 10x dan 2,5 magnitude sejak sekitar 1907, menurut arsip gambar dari American Association of Variable Star Observers.
"V Sge secara eksponensial mendapatkan luminositas dengan skala waktu dua kali lipat dari 89 tahun," kata Frank. "Pencerahan ini hanya dapat menghasilkan laju massa yang jatuh dari bintang pengiring normal yang meningkat secara eksponensial, pada akhirnya karena orbit biner berputar dengan cepat."
"Untuk mengantisipasi pembusukan orbit yang cepat ini, nasib V Sge tersegel," kata Schaefer. “Fisika kritis dan sederhana berasal dari V Sge yang memiliki bintang pendamping yang jauh lebih masif daripada bintang katai putih, sehingga memaksa laju perpindahan massa naik secara eksponensial. Mengantisipasi beberapa dekade ke depan, V Sge akan berkembang pesat dengan peningkatan kecerahan. ”
"Tak terhindarkan, in-spiral ini akan mencapai klimaks dengan mayoritas gas di bintang normal jatuh ke white dwarf, semua dalam beberapa minggu dan hari terakhir," kata Schaefer. "Massa yang jatuh ini akan melepaskan sejumlah besar energi potensial gravitasi, menggerakkan angin bintang yang belum pernah terlihat sebelumnya, dan meningkatkan luminositas sistem hingga mendekati supernova di puncaknya."
Dengan semua data historis, tim bisa menghitung kapan V Sge akan bertabrakan bersama.
"Dari input baru yang kritis ini dari skala waktu pengganda 89 tahun, menjadi mungkin untuk secara langsung menghitung evolusi V Sge di masa depan, semuanya menggunakan persamaan standar yang menggambarkan banyak mekanisme fisik yang terlibat," kata Schaefer.
Perhitungan menunjukkan bahwa tabrakan petaka akan terjadi pada 2083 +/- 16 tahun.
"Ketidakpastian pada tanggal ini adalah ± 16 tahun, yang sebagian besar timbul dari tidak memiliki ukuran sempurna dari skala waktu penggandaan karena kegelisahan intrinsik yang besar dari kecerahan dalam catatan sejarah," kata Frank. "Oleh karena itu, penggabungannya akan berkisar antara 2067 dan 2099, kemungkinan besar dekat tengah kisaran ini."
Kecerahan puncak akan berlangsung sekitar sebulan dan akan berada di antara Venus dan Sirius dalam hal itu. Setelah dua bintang bergabung, bintang donor akan hilang dan hanya satu bintang raksasa merah akan tetap. Bintang itu akan memiliki inti materi elektron yang terdegenerasi, yang terdiri dari elektron-elektron yang dipaksa masuk ke tingkat energi terendah oleh materi di atasnya. Bahan di atasnya dalam hal ini akan menjadi lapisan pembakaran hidrogen yang dikelilingi oleh lingkaran cahaya besar dari sebagian besar hidrogen.
Ketika merger dan cerah terjadi, itu akan menjadi bersejarah. Acara V Sge tidak akan seterang Kepler Supernova yang terkenal pada 1604. Supernova Kepler terlihat di langit siang hari selama sekitar tiga minggu, dan itu direkam oleh beberapa peradaban di seluruh dunia pada saat itu. Tapi V Sge juga akan terlihat dengan mata telanjang.
"Jadi, V Sge akan tampak sangat terang di langit malam," kata Schaefer. "Ini jauh lebih terang daripada nova paling terang sepanjang masa yang diketahui (pada -0,5) lebih dari seabad yang lalu, dan terakhir kali 'bintang tamu' muncul lebih terang adalah Kepler Supernova pada tahun 1604."
"Sekarang orang-orang di seluruh dunia bisa tahu bahwa mereka akan melihat bintang tamu yang luar biasa bersinar sebagai yang paling terang di langit selama sebulan atau lebih, ditunjukkan oleh Arrow tepat di bawah Cygnus, Swan," kata Schaefer.
NOVA yang dibuat oleh jenis merger ini digunakan sebagai lilin standar dalam astronomi, yang memungkinkan para astronom mengukur jarak yang sangat jauh. Beberapa novas juga meninggalkan sisa-sisa, meskipun mereka tidak begitu energik atau masif seperti sisa-sisa supernova. Sisa-sisa Nova dapat bertahan selama beberapa abad.
Lebih:
- Siaran Pers: Binary Star V Sagittae untuk Meledak sebagai 'Nova' yang Sangat Cerah di Century's End
- Informasi Pendukung: https://www.lsu.edu/physics/v_sagittae.php
- Majalah Luar Angkasa: Bintang Ini Telah Menjadi Nova Setiap Tahun, Selama Jutaan Tahun
