Eine Warnung wurde am 11. März ausgelöst, als japanische Amateurastronomen ankündigten, was die Entdeckung einer neuen Nova der 8. Größe im Sternbild Cygnus gewesen sein könnte. Es war tatsächlich der unerwartete novaähnliche Ausbruch eines bekannten variablen Sterns, V407 Cygni. V407 Cyg variiert normalerweise zwischen der 12. und 14. Größe und ist ein eher weltlicher variabler Stern. Was hat diesen gut erzogenen Stern dazu gebracht, plötzlich ballistisch zu werden?
V407 Cyg ist eine symbiotische Variable. Dies sind enge, interagierende binäre Paare, die normalerweise einen roten Riesen und einen heißeren, kleineren weißen Zwerg enthalten. Sie umkreisen einen gemeinsamen Schwerpunkt innerhalb eines gemeinsamen Nebels. Eine typische symbiotische Variable besteht aus einem Riesen vom Typ M, der Materie über seinen Sternwind auf einen heißen weißen Zwerg überträgt. Dieser Wind wird vom Weißen Zwerg ionisiert, wodurch der symbiotische Nebel entsteht.
Symbiotische Variablen sind komplexe Systeme mit vielen Variabilitätsquellen. Sie können aufgrund der binären Bewegung periodisch variieren, der rote Riese kann aufgrund von Pulsation variieren, die Sterne können durch zirkumstellaren Staub verdeckt sein oder das Licht emittiert meine Veränderung aufgrund der Bildung von riesigen Sternflecken. Die Komponente des Weißen Zwergs kann mehr oder weniger konstant leuchten, wenn sie Material vom roten Riesen ansammelt und es mit gleichmäßiger Geschwindigkeit erwärmt, oder das Material kann eine Akkretionsscheibe um den Weißen Zwerg bilden, wie bei Zwergnovae. Auf den Weißen Zwerg angesammelte Masse kann zu Flackern und quasi-periodischen Schwingungen führen. Wenn die Akkretionsrate plötzlich ansteigt oder das Material in der Akkretionsscheibe einen Punkt der Instabilität erreicht und auf die Oberfläche des Weißen Zwergs stürzt, kann das symbiotische System einen novaartigen Ausbruch erleiden.
Etwa 20% der Symbiotika bestehen aus einer Mira-Variablen als Riese des Paares. Diese Binärdateien befinden sich in viel staubigeren Umschlägen. V407 Cyg ist eine dieser staubigen Symbiotika vom Mira-Typ. Die typische Variation einiger Größen ist hauptsächlich auf die Pulsation der Mira-Komponente des Systems zurückzuführen. Astronomen hatten noch nie zuvor einen novaähnlichen Ausbruch dieser interagierenden Binärdatei gesehen. Sie können sich ihre Überraschung vorstellen, als japanische Amateure, die auf der galaktischen Ebene nach Novae suchten, plötzlich diese sanftmütige, staubige, symbiotische Mira-Variable entdeckten, die fast 100-mal heller leuchtete als je zuvor.
Das war erst der Anfang der Geschichte. Die ersten neuen Spektren des Systems am 13. März unterschieden sich von allen, die jemals für diesen Stern oder eine andere symbiotische Mira-Variable im Ausbruch aufgezeichnet wurden. Die normalen Absorptionsspektren des Mira-Sterns wurden vom blauen Kontinuum des ausbrechenden weißen Zwergs völlig überwältigt. Die Eigenschaften der Emissionsspektren zeigten zwei unterschiedliche Arten von Aktivität. Einer war der relativ langsame ionisierte Wind des Mira-Sterns. Der andere sah aus wie das schnell wachsende Auswerfen eines Nova-Ausbruchs. Tatsächlich sah das Spektrum den symbiotischen wiederkehrenden Novae RS Ophiuchi bemerkenswert ähnlich.
Typische Ausbrüche bekannter symbiotischer Binärdateien und insbesondere symbiotischer Miras zeigen normalerweise einen sehr langsamen Anstieg auf das Maximum, der Monate dauert, und keinen wirklich signifikanten Massenauswurf. Dies scheint ein sich viel schneller entwickelndes und gewalttätiges Ereignis zu sein, das eher den Ausbrüchen der wiederkehrenden Novae RS Oph und T CrB ähnelt. V407 Cyg kann sich dieser seltenen Klasse symbiotischer wiederkehrender Novae anschließen.
Als ob das nicht genug wäre, wurde die Geschichte am 19. März um eine weitere Wendung erweitert, als das Large Area Telescope (LAT) an Bord des Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskops den Stern in Gammastrahlen entdeckte, was in a nie beobachtet wurde symbiotisches System vor. Die Gammastrahlen könnten durch eine stoßgetriebene Beschleunigung des ausgestoßenen Materials und dessen Erfassung durch starke Magnetfelder innerhalb des Systems verursacht werden.
Wie bei vielen Novae und wiederkehrenden Novae-Ausbrüchen kann dieser Ausbruch Wochen oder Monate dauern und die Variation der Lichtleistung kann recht komplex und interessant sein. Da die riesige Sekundärseite an Masse verliert, hat das System wahrscheinlich eine große Menge an zirkumstellarem Material. Die aus der Nova-Explosion auf dem Weißen Zwerg ausgestoßene Schale interagiert mit diesem Material, wenn sich die Schale nach außen ausbreitet, und erzeugt wahrscheinlich eine Vielzahl variabler Phänomene.
V407 Cyg hat jetzt unsere Aufmerksamkeit und professionelle und Amateurastronomen werden es von nun an genau beobachten.
