Ουράνια Σώματα: Καινοφανείς Αστέρες

Οι και­νο­φα­νείς είναι εκρη­κτι­κώς μετα­βλη­τοί αστέ­ρες.

Εμφα­νί­ζε­ται ξαφ­νι­κά σε μια περιο­χή του ουρα­νού, όπου συνή­θως υπήρ­χε ένα άστρο αόρα­το δια γυμνού οφθαλ­μού, αυξά­νο­ντας την φαι­νό­με­νη λαμπρό­τη­τά του από 7 μέχρι και 12 μεγέ­θη σε χρο­νι­κό διά­στη­μα που δια­φέ­ρει για κάθε και­νο­φα­νή και κυμαί­νε­ται από 1 έως 100 ημέ­ρες. Στη συνέ­χεια επι­στρέ­φει αργά στην αρχι­κή του λαμπρό­τη­τα, σε διά­στη­μα ημε­ρών, εβδο­μά­δων ή και μηνών. Σε γενι­κές γραμ­μές οι ταχύ­τε­ροι novae είναι ισχυ­ρό­τε­ροι.

Εισα­γω­γή

Ως και­νο­φα­νής (stella nova), χαρα­κτη­ρί­ζε­ται ένας αστέ­ρας, που εμφα­νί­ζει από­το­μη μετα­βο­λή της φωτει­νό­τη­τας και της φαι­νό­με­νης λαμπρό­τη­τάς του.

Οι εκρή­ξεις των και­νο­φα­νών είναι βίαιες κι εκτο­ξεύ­ουν στον μεσο­α­στρι­κό χώρο μεγά­λα ποσά ύλης κι ενέρ­γειας. Μία και­νο­φα­νής ανά­λαμ­ψη μπο­ρεί να απε­λευ­θε­ρώ­σει σε διά­στη­μα μερι­κών εκα­το­ντά­δων ημε­ρών όση ενέρ­γεια απε­λευ­θε­ρώ­νει ο ήλιος σε περισ­σό­τε­ρα από 105 έτη. Ωστό­σο δεν μπο­ρούν να συγκρι­θούν σε ισχύ με εκεί­νες των υπερ­και­νο­φα­νών αστέ­ρων (supernova), καθώς η απο­βο­λή υλι­κού είναι πολύ μικρό­τε­ρη (περί­που 10^-4 — 10^-5 ηλια­κές μάζες με ταχύ­τη­τα ~103 km/s) και αφή­νει το σύστη­μα σχε­δόν αναλ­λοί­ω­το. Για τον λόγο αυτόν η και­νο­φα­νής ανά­λαμ­ψη είναι δυνα­τόν να επα­να­λη­φθεί.

Οι και­νο­φα­νείς εκρή­ξεις λαμ­βά­νουν χώρα στα επι­φα­νεια­κά στρώ­μα­τα αστέ­ρων που στην προ-nova φάση τους ήταν λευ­κοί νάνοι ή υπο­νά­νοι. Στο διά­γραμ­μα Hertzsprung – Russell οι και­νο­φα­νείς αστέ­ρες βρί­σκο­νται συνή­θως κάτω από την Κύρια Ακο­λου­θία και πάνω από τους λευ­κούς νάνους.

Η συχνό­τη­τα εμφά­νι­σής τους στην Ουρά­νια Σφαί­ρα είναι μικρή. Σε γενι­κές γραμ­μές παρα­τη­ρού­νται περί τους 40 και­νο­φα­νείς ανά έτος. Στον Γαλα­ξία μας υπο­λο­γί­ζε­ται πως ανα­λά­μπoυν 50 και­νο­φα­νείς ανά έτος από τους οποί­ους είναι παρα­τη­ρή­σι­μοι 2 έως 3.

Οι και­νο­φα­νείς απο­τε­λούν ένα ακό­μη πολύ­τι­μο εργα­στή­ριο της φύσης, η παρα­τή­ρη­ση και μελέ­τη του οποί­ου συμ­βάλ­λει εξαι­ρε­τι­κά στην κατα­νό­η­ση ενός ευρέ­ου φάσμα­τος αστρο­φυ­σι­κών φαι­νο­μέ­νων. Τέτοια φαι­νό­με­να είναι για παρά­δειγ­μα η μετα­φο­ρά μάζας σε στε­νά δυα­δι­κά αστρι­κά συστή­μα­τα, οι θερ­μο­πυ­ρη­νι­κές εκρή­ξεις (nuclear powered outbursts), ο σχη­μα­τι­σμός σκό­νης, η απώ­λεια μάζας από ερυ­θρούς γίγα­ντες και πολ­λά άλλα.

Όπως θα δού­με στη συνέ­χεια, οι επα­να­λη­πτι­κοί και­νο­φα­νείς έχουν προ­τα­θεί ως πρό­δρο­μοι (προ­γεν­νή­το­ρες) των Supernovae Ia ανα­λάμ­ψε­ων.

Εξάλ­λου η συστη­μα­τι­κή εξε­ρεύ­νη­ση των νεφε­λω­δών υπο­λειμ­μά­των των και­νο­φα­νών μπο­ρεί, μέσω της μελέ­της των οπτι­κών εικό­νων (όπου είναι δια­θέ­σι­μες), της φασμα­το­σκο­πι­κής τους ανά­λυ­σης και της σύγκρι­σης των παρα­τη­ρη­σια­κών δεδο­μέ­νων με τα υπάρ­χο­ντα μοντέ­λα, να έχει μία ευρύ­τε­ρη ‑της προ­φα­νούς- εφαρ­μο­γή, όπως για παρά­δειγ­μα στην κατα­νό­η­ση του τρό­που σχη­μα­τι­σμού των πρω­το­πλα­νη­τι­κών νεφε­λω­μά­των.

Ιστο­ρι­κά στοι­χεία

Η ονο­μα­σία των και­νο­φα­νών αστέ­ρων οφεί­λε­ται μάλ­λον στον αστρο­νό­μο Τύχω­να Μπρα­χέ (Tycho Brahé ), ο οποί­ος το 1572 μ.Χ. εντό­πι­σε τον υπερ­και­νο­φα­νή που φέρει το όνο­μά του, στην περιο­χή του αστε­ρι­σμού της Κασ­σιό­πης, απο­δί­δο­ντάς του το όνο­μα nova stella (νέο αστέ­ρι).

Καθώς οι και­νο­φα­νείς εμφα­νί­ζο­νται ξαφ­νι­κά σε ένα σημείο, όπου προη­γου­μέ­νως δεν φαι­νό­ταν να υπάρ­χει τίπο­τε, έδι­ναν την εντύ­πω­ση στους αστρο­νό­μους του μεσαί­ω­να ότι επρό­κει­το για και­νού­ρια άστρα. Ουσια­στι­κά όμως απο­τε­λούν γερα­σμέ­νους αστέ­ρες, η ανά­λαμ­ψη των οποί­ων είναι ένα μεγα­λειώ­δες σημά­δι του τέλους που πλη­σιά­ζει.

Παρό­λο που οι και­νο­φα­νείς ανα­λάμ­ψεις έχουν παρα­τη­ρη­θεί εδώ και 2.000 χρό­νια, μόνο σχε­τι­κά πρό­σφα­τα άρχι­σε να γίνε­ται κατα­νοη­τός ο μηχα­νι­σμός δημιουρ­γί­ας τους.

Μηχα­νι­σμός δημιουρ­γί­ας έκρη­ξης και­νο­φα­νούς αστέ­ρα

Την θεω­ρία του Kraft για τους novae ενστερ­νί­στη­καν πολ­λοί αστρο­νό­μοι, καθώς φαί­νε­ται να απο­τε­λεί μια αρκε­τά καλή προ­σέγ­γι­ση της πραγ­μα­τι­κό­τη­τας και να συμ­φω­νεί με τις φασμα­το­σκο­πι­κές παρα­τη­ρή­σεις.

Σύμ­φω­να λοι­πόν με την κρα­τού­σα άπο­ψη, οι και­νο­φα­νείς εκρή­ξεις είναι το απο­τέ­λε­σμα της αλλη­λε­πί­δρα­σης αστέ­ρων που είναι μέλη διπλών ημια­πο­χω­ρι­σμέ­νων συστη­μά­των, οι οποί­οι λόγω της αμοι­βαί­ας βαρυ­τι­κής τους αλλη­λε­πί­δρα­σης περι­στρέ­φο­νται συγ­χρο­νι­σμέ­να γύρω από το κοι­νό κέντρο μάζας τους (έτσι ώστε να έχουν την ίδια περί­ο­δο περι­φο­ράς και περι­στρο­φής), και στους οποί­ους ο θερ­μός αστέ­ρας (απο­χω­ρι­σμέ­νο μέλος) συσ­σω­ρεύ­ει υλι­κό από τον ψυχρό συνο­δό του.

Κατά την οπτι­κή παρα­τή­ρη­ση τέτοιων συστη­μά­των, δεν μπο­ρού­με να δια­κρί­νου­με τα δύο μέλη. Έτσι, εμφα­νί­ζο­νται στον ουρα­νό ως σημεια­κή πηγή.

Εφό­σον τα μέλη των διπλών και πολ­λα­πλών συστη­μά­των εκτι­μά­ται ότι υπερ­βαί­νουν το 60% του συνό­λου των αστέ­ρων του Σύμπα­ντος, παρου­σιά­ζει ενδια­φέ­ρον η μελέ­τη της εξέ­λι­ξής τους, ιδιαί­τε­ρα εκεί­νων που συσχε­τί­ζο­νται με τις και­νο­φα­νείς εκρή­ξεις και που ανή­κουν στα στε­νά δυα­δι­κά αστρι­κά συστή­μα­τα (με τον όρο στε­νά δυα­δι­κά αστρι­κά συστή­μα­τα, χαρα­κτη­ρί­ζο­νται γενι­κά ζεύ­γη αστέ­ρων η από­στα­ση των οποί­ων είναι τέτοια ώστε η εξέ­λι­ξή τους να μην είναι ανε­ξάρ­τη­τη). Απο­τε­λού­νται από αστέ­ρες, μετα­ξύ των οποί­ων ο ένας παρου­σιά­ζει ταχύ­τε­ρη εξέ­λι­ξη από τον άλλον, κατα­λή­γο­ντας σε ένα μικρό, συμπα­γές αντι­κεί­με­νο (Λευ­κός Νάνος). Το άλλο μέλος είναι ένας αστέ­ρας μικρής επι­φα­νεια­κής θερ­μο­κρα­σί­ας που έχει εξα­ντλή­σει τα πυρη­νι­κά του απο­θέ­μα­τα υδρο­γό­νου και διο­γκού­με­νο μετα­τρέ­πε­ται σε υπο­γί­γα­ντα.

Καθώς το σύστη­μα των αστέ­ρων χάνει τρο­χια­κή στρο­φορ­μή, εξ’ αιτί­ας του αστρι­κού ανέ­μου, τα δύο μέλη πλη­σιά­ζουν ολο­έ­να μετα­ξύ τους. Η εξέ­λι­ξη αστέ­ρων τέτοιων στε­νών δυα­δι­κών συστη­μά­των, οι οποί­οι όπως προ­α­να­φέρ­θη­κε περι­φέ­ρο­νται συγ­χρο­νι­σμέ­να, περι­γρά­φε­ται πολύ καλά με το γεω­με­τρι­κό μοντέ­λο του Roche. Σύμ­φω­να με το μοντέ­λο αυτό, κάθε αστέ­ρας του συστή­μα­τος χαρα­κτη­ρί­ζε­ται από μία ισο­δυ­να­μι­κή επι­φά­νεια, η οποία οριο­θε­τεί την περιο­χή γύρω του, όπου το υλι­κό είναι βαρυ­τι­κά παγι­δευ­μέ­νο από αυτόν και ονο­μά­ζε­ται λοβός Roche. Ο λοβός Roche ουσια­στι­κά οριο­θε­τεί το μέγι­στο μέγε­θος που μπο­ρεί να έχει ο αστέ­ρας, ώστε να μην λαμ­βά­νει χώρα μετα­φο­ρά μάζας προς τον συνο­δό του. Το σημείο στο οποίο τέμνο­νται οι λοβοί Roche ενός διπλού συστή­μα­τος αστέ­ρων βρί­σκε­ται πάνω στην ευθεία που ενώ­νει τα κέντρα των δύο αστέ­ρων και ονο­μά­ζε­ται πρώ­το σημείο Lagrange (L1).

Επι­στρέ­φο­ντας στο σύστη­μά μας, που οδεύ­ει προς και­νο­φα­νή ανά­λαμ­ψη, σημειώ­νου­με ότι καθώς ο υπο­γί­γα­ντας αστέ­ρας διο­γκώ­νε­ται, «γεμί­ζει» κάπο­τε τον λοβό Roche. Οι παλιρ­ροϊ­κές δυνά­μεις που ανα­πτύσ­σο­νται μετα­ξύ των δύο αστέ­ρων, έχουν σαν απο­τέ­λε­σμα την ροή της μάζας που υπερ­χει­λί­ζει τον λοβό Roche, από τον συνο­δό αστέ­ρα προς τον λευ­κό νάνο, δια μέσω του σημεί­ου L1.

Λόγω της δια­τή­ρη­σης της στρο­φορ­μής, το υλι­κό αυτό δεν μπο­ρεί να φτά­σει κατευ­θεί­αν στην επι­φά­νεια του λευ­κού νάνου. Έτσι σε συστή­μα­τα των οποί­ων ο Λευ­κός Νάνος δεν δια­θέ­τει ένα σημα­ντι­κό Μαγνη­τι­κό Πεδίο, το προ­σπί­πτον αέριο δημιουρ­γεί γύρω του έναν δίσκο ύλης, ο οποί­ος ονο­μά­ζε­ται δίσκος επαύ­ξη­σης ή συσ­σώ­ρευ­σης (accretion disk) που συνή­θως επι­σκιά­ζει τα δύο άστρα στο ορα­τό φως.

Για την κατα­νό­η­ση του τρό­που μετα­φο­ράς της μάζας από τον συνο­δό προς τον πρω­τεύ­ο­ντα αστέ­ρα και των φαι­νο­μέ­νων που αυτή συνε­πά­γε­ται, είναι σημα­ντι­κό να τονι­στεί ότι αυτή δεν προ­στί­θε­ται απλά σε ένα «κανο­νι­κό» αστέ­ρα της Κύριας Ακο­λου­θί­ας, αλλά ουσια­στι­κά κατα­πο­ντί­ζε­ται προς ένα μικρο­σκο­πι­κό ουρά­νιο σώμα με τερά­στια πυκνό­τη­τα ύλης σε εκφυ­λι­σμέ­νη μορ­φή (ένας λευ­κός νάνος έχει μάζα συγκρί­σι­μη με την ηλια­κή και δια­στά­σεις συγκρί­σι­μες με τις γήι­νες).

Ο δίσκος επαύ­ξη­σης (συσ­σώ­ρευ­σης) μάζας που σχη­μα­τί­ζε­ται γύρω από τον λευ­κό νάνο, ομοιά­ζει σε πολ­λά σημεία με τον δίσκο επαύ­ξη­σης που σχη­μα­τί­ζε­ται γύρω από έναν πρω­το­α­στέ­ρα. Όπως και κατά την δια­δι­κα­σία σχη­μα­τι­σμού ενός αστέ­ρα, ο δίσκος αυτός ουσια­στι­κά παρέ­χει έναν απα­ραί­τη­το «σταθ­μό» στην πορεία του υλι­κού που κατευ­θύ­νε­ται προς τον λευ­κό νάνο, καθώς η στρο­φορ­μή του είναι μεγά­λη ώστε να μπο­ρεί απλά να «προ­σγειω­θεί» στην επι­φά­νειά του.

Το βαρυ­τι­κό πεδίο του λευ­κού νάνου είναι ιδιαί­τε­ρα ισχυ­ρό με απο­τέ­λε­σμα το υλι­κό του συνο­δού αστέ­ρα που κατα­λή­γει σε αυτόν, ουσια­στι­κά να πέφτει προς μια απί­στευ­τα βαθιά βαρυ­τι­κή «παγί­δα». Η δια­δι­κα­σία αυτή απε­λευ­θε­ρώ­νει ένα τερά­στιο ποσό βαρυ­τι­κής δυνα­μι­κής ενέρ­γειας που μετα­τρέ­πε­ται σε Θερ­μι­κή Ενέρ­γεια. Η θερ­μο­κρα­σία του σημεί­ου στο οποίο η ροή του υλι­κού συνα­ντά τον δίσκο επαύ­ξη­σης μπο­ρεί να ανέλ­θει σε μερι­κά εκα­τομ­μύ­ρια βαθ­μούς Kelvin, με απο­τέ­λε­σμα να ακτι­νο­βο­λεί έντο­να, τόσο στην υπε­ριώ­δη περιο­χή όσο και στην περιο­χή των ακτί­νων – Χ του ηλε­κτρο­μα­γνη­τι­κού φάσμα­τος.

Τελι­κά το υλι­κό που προ­σω­ρι­νά σταθ­μεύ­ει στον δίσκο επαύ­ξη­σης εξα­να­γκά­ζε­ται σε σπει­ροει­δή τρο­χιά προς την επι­φά­νεια του θερ­μού – εκφυ­λι­σμέ­νου λευ­κού νάνου και συμπιέ­ζε­ται από το τερά­στιο Βαρυ­τι­κό Πεδίο του, απο­κτώ­ντας πυκνό­τη­τα που αγγί­ζει εκεί­νην του ίδιου του αστέ­ρα. Καθώς συσ­σω­ρεύ­ε­ται υλι­κό στην επι­φά­νειά του λευ­κού νάνου, αρχί­ζει να συρ­ρι­κνώ­νε­ται. Η πυκνό­τη­τά του ολο­έ­να αυξά­νε­ται ενώ η συνε­χι­ζό­με­νη απε­λευ­θέ­ρω­ση βαρυ­τι­κής δυνα­μι­κής ενέρ­γειας θερ­μαί­νει περισ­σό­τε­ρο τον αστέ­ρα.

Υπό την προ­ϋ­πό­θε­ση ότι τo υλι­κό του δίσκου επαύ­ξη­σης του λευ­κού νάνου προ­έρ­χε­ται από τα ανώ­τε­ρα στρώ­μα­τα του συνο­δού αστέ­ρα, στα οποία δεν έχει ξεκι­νή­σει ακό­μη η καύ­ση του Υδρο­γό­νου προς βαρύ­τε­ρα στοι­χεία, συνά­γε­ται το συμπέ­ρα­σμα ότι είναι πλού­σιο σε Υδρο­γό­νο (Η) και δευ­τε­ρευό­ντως σε Ήλιο (He).

Έτσι, καθώς η πυκνό­τη­τα του άστρου αυξά­νε­ται, η θερ­μο­κρα­σία ανέρ­χε­ται στο σημείο πυρο­δό­τη­σης της καύ­σης του Υδρο­γό­νου. Όμως εδώ δεν πρό­κει­ται για την ελεγ­χό­με­νη σύντη­ξη του υδρο­γό­νου που λαμ­βά­νει χώρα στο εσω­τε­ρι­κό του ήλιου αλλά για μία ανε­ξέ­λεγ­κτη διερ­γα­σία εκρη­κτι­κών θερ­μο­πυ­ρη­νι­κών αντι­δρά­σε­ων, η οποία για θερ­μο­κρα­σί­ες σχε­τι­κά μικρές (Τ<10⁷ Κ), λαμ­βά­νει χώρα σε αέριο που βρί­σκε­ται σε εκφυ­λι­σμέ­νη κατά­στα­ση, δηλα­δή δεν υπα­κού­ει στους νόμους των ιδα­νι­κών αερί­ων και η πίε­ση είναι ανε­ξάρ­τη­τη της θερ­μο­κρα­σί­ας και περί­που στα­θε­ρή.

Η διερ­γα­σία αυτή απε­λευ­θε­ρώ­νει ταχύ­τα­τα μεγά­λα ποσά ενέρ­γειας που αυξά­νει ακό­μη περισ­σό­τε­ρο την θερ­μο­κρα­σία και αυτή με την σει­ρά της αυξά­νει τον ρυθ­μό καύ­σης του Υδρο­γό­νου. Όταν η θερ­μο­κρα­σία υπερ­βεί το όριο των 10⁷ Κ, ο εκφυ­λι­σμός αίρε­ται και η πίε­ση αυξά­νει ανά­λο­γα με την θερ­μο­κρα­σία, όπως ακρι­βώς ανα­μέ­νε­ται για ένα ιδα­νι­κό αέριο. Επο­μέ­νως, από αυτό το σημείο και μετά, την ραγδαία αύξη­ση της θερ­μο­κρα­σί­ας ακο­λου­θεί μια εξί­σου ραγδαία αύξη­ση της πίε­σης.

Το απο­τέ­λε­σμα είναι μία μεγά­λης ισχύ­ος (nova) έκρη­ξη, που εκτι­νάσ­σει με πολύ μεγά­λη ταχύ­τη­τα ένα λεπτό επι­φα­νεια­κό στρώ­μα του αστέ­ρα στο Διά­στη­μα.

Οι και­νο­φα­νείς φτά­νουν στο μέγι­στο της λαμπρό­τη­τάς τους σε λίγες μόνο ώρες, και για ένα σύντο­μο χρο­νι­κό διά­στη­μα, μπο­ρούν να είναι 5.106 φορές λαμπρό­τε­ρος από τον ήλιο. Στις εβδο­μά­δες που ακο­λου­θούν την έκρη­ξη η φωτει­νό­τη­τά τους μειώ­νε­ται γρή­γο­ρα. Μερι­κές φορές είναι δυνα­τόν να είναι ορα­τοί για αρκε­τά έτη. Σε αυτό το χρο­νι­κό διά­στη­μα η λάμ­ψη του δια­στελ­λό­με­νου νέφους του υλι­κού που εκτο­ξεύ­τη­κε, τρο­φο­δο­τεί­ται από την διά­σπα­ση των ραδιε­νερ­γών ισο­τό­πων που δημιουρ­γού­νται κατά την διάρ­κεια της ανά­λαμ­ψης.

Μετά την έκρη­ξη απο­κα­θί­στα­ται εκ νέου η ροή μάζας από τον γίγα­ντα προς τον λευ­κό νάνο και είναι δυνα­τόν να προ­κλη­θεί νέα ανά­λαμ­ψη. Έτσι, η παρα­πά­νω δια­δι­κα­σία μπο­ρεί να επα­να­λη­φθεί αρκε­τές φορές, με υλι­κό που επι­κά­θε­ται και ανα­φλέ­γε­ται επα­να­λαμ­βα­νό­με­να στην επι­φά­νεια του λευ­κού νάνου.

Η χρο­νι­κή περί­ο­δος μετα­ξύ δύο δια­δο­χι­κών nova εκρή­ξε­ων εξαρ­τά­ται από τον ρυθ­μό συσ­σώ­ρευ­σης ύλης στην επι­φά­νεια του λευ­κού νάνου. Στις περισ­σό­τε­ρες περι­πτώ­σεις οι ανα­λάμ­ψεις απέ­χουν χιλιά­δες χρό­νια, ώστε οι περισ­σό­τε­ροι έχουν παρα­τη­ρη­θεί μόνο μια φορά κατά τους ιστο­ρι­κούς χρό­νους. Ωστό­σο ορι­σμέ­νοι και­νο­φα­νείς εκρή­γνυ­νται εκ νέου σε πολύ κοντι­νά χρο­νι­κά δια­στή­μα­τα (π.χ. μία φορά ανά δεκα­ε­τία).

Είναι πολύ πιθα­νόν, η επα­να­λαμ­βα­νό­με­νη αυτή δια­δι­κα­σία σε ένα αστρι­κό δυα­δι­κό σύστη­μα μικρής μάζας, να οδη­γή­σει τελι­κά στον σχη­μα­τι­σμό ενός δεύ­τε­ρου λευ­κού νάνου και την δημιουρ­γία ενός συστή­μα­τος δύο συμπα­γών ουρά­νιων αντι­κει­μέ­νων.

Σήμε­ρα πιστεύ­ε­ται ότι η συν τω χρό­νω προ­σαύ­ξη­ση μάζας στον λευ­κό νάνο ενός κατα­κλυ­σμι­κού διπλού συστή­μα­τος αστέ­ρων και η επα­γό­με­νη αυτής εκρη­κτι­κή ανά­φλε­ξη του άνθρα­κα (που είναι το κύριο συστα­τι­κό του), είναι η γενε­σιουρ­γός αιτία της κολοσ­σιαί­ας αστρι­κής ανά­λαμ­ψης κάποιων υπερ­και­νο­φα­νών τύπου Ia.

Μετά από μία μακρό­χρο­νη ροή μάζας από τον συνο­δό αστέ­ρα προς τον λευ­κό νάνο (διάρ­κειας εκα­τομ­μυ­ρί­ων ετών), και πιθα­νό­τα­τα αμέ­τρη­τες και­νο­φα­νείς ανα­λάμ­ψεις, η μάζα του λευ­κού νάνου αυξά­νε­ται αργά. Όταν υπερ­βεί το όριο Chandrasekhar (1,4 ηλια­κές μάζες), η θερ­μο­κρα­σία του έχει αυξη­θεί τόσο ώστε να αρχί­σουν οι θερ­μο­πυ­ρη­νι­κές αντι­δρά­σεις σύντη­ξης του Άνθρα­κα στον κεντρι­κό πυρή­να, οι οποί­ες γίνο­νται ταχύ­τα­τα και εκλύ­ουν τερά­στια ποσά ενέρ­γειας που θερ­μαί­νει και εκτι­νάσ­σει τα εξω­τε­ρι­κά στρώ­μα­τα του Άστρου. Η έκρη­ξη είναι τόσο βίαιη που κατα­στρέ­φει ολο­κλη­ρω­τι­κά τον λευ­κό νάνο, χωρίς να αφή­σει πίσω της κάποιο συμπα­γές υπό­λειμ­μά του.

Ταξι­νό­μη­ση και­νο­φα­νών

Μία τυπι­κή ταξι­νό­μη­ση των και­νο­φα­νών αστέ­ρων περι­λαμ­βά­νει τις ακό­λου­θες κατη­γο­ρί­ες:

• Κλασ­σι­κούς και­νο­φα­νείς (classical novæ). Στην κατη­γο­ρία αυτή ανή­κουν και­νο­φα­νείς αστέ­ρες για τους οποί­ους έχει παρα­τη­ρη­θεί μία μόνο ανά­λαμ­ψη. Πρό­κει­ται ουσια­στι­κά για και­νο­φα­νείς αστέ­ρες οι δια­δο­χι­κές ανα­λα­μπές των οποί­ων απέ­χουν 10.000−100.000 έτη. Η μεγά­λη χρο­νι­κή αυτή από­στα­ση, καθι­στά αδύ­να­τη την κατα­γρα­φή περισ­σό­τε­ρων από μία ανα­λα­μπών κατά τους ιστο­ρι­κούς χρό­νους. Η συμπε­ρι­φο­ρά τους ερμη­νεύ­ε­ται ικα­νο­ποι­η­τι­κά με το προ­α­να­φερ­θέν μοντέ­λο θερ­μο­πυ­ρη­νι­κής έκρη­ξης του πλού­σιου σε Υδρο­γό­νο υλι­κού, το οποίο επι­συσ­σω­ρεύ­ε­ται στην επι­φά­νεια του πρω­τεύ­ο­ντος αστέ­ρα (λευ­κού νάνου), σε ένα κλει­στό δυα­δι­κό σύστη­μα αστέ­ρων.
• Mικρο­και­νο­φα­νείς ή νάνους καινοφανείς(dwarf novæ). Χαρα­κτη­ρί­ζο­νται έτσι θερ­μοί, μικρού μεγέ­θους μετα­βλη­τοί αστέ­ρες, που δίνουν ξαφ­νι­κές ανα­λάμ­ψεις, εναλ­λασ­σό­με­νες με περιό­δους ηρε­μί­ας. Τα χρο­νι­κά δια­στή­μα­τα μετα­ξύ των ανα­λάμ­ψε­ων κυμαί­νο­νται από 10 ημέ­ρες έως μερι­κές δεκά­δες έτη, Η διάρ­κεια μιας μέσης ανά­λαμ­ψης κυμαί­νε­ται από 2 — 20 ημέ­ρες. Δια­κρί­νου­με τρεις υπο­κα­τη­γο­ρί­ες μικρο­και­νο­φα­νών, ανά­λο­γα με την μορ­φο­λο­γία της καμπύ­λης φωτός της ανά­λαμ­ψης:
  • Z‑Cam (Ζ‑Καμηλοπάρδαλης),
  • SU UMa (SU Μεγά­λης Άρκτου),
  • U Gem (U Διδύ­μων).
• Επα­να­λη­πτι­κούς και­νο­φα­νείς (recurrent novæ). Πρό­κει­ται για και­νο­φα­νείς που δίνουν επα­να­λαμ­βα­νό­με­νες εκρή­ξεις, σε σύντο­μα σχε­τι­κά χρο­νι­κά δια­στή­μα­τα, έτσι ώστε να έχουν κατα­γρα­φεί αρκε­τές από αυτές από Γήι­νους παρα­τη­ρη­τές. Είναι σημα­ντι­κοί διό­τι επι­τρέ­πουν την παρα­τή­ρη­ση των και­νο­φα­νών αστέ­ρων πριν και μετά το γεγο­νός της ανά­λαμ­ψης. Η διά­κρι­ση μετα­ξύ επα­να­λη­πτι­κών και νάνων και­νο­φα­νών γίνε­ται φασμα­το­σκο­πι­κά: στους επα­να­λη­πτι­κούς (όπως και στους κλα­σι­κούς και­νο­φα­νείς) εκτι­νάσ­σε­ται ένα αέριο κέλυ­φος με υψη­λή ταχύ­τη­τα. Στους νάνους και­νο­φα­νείς δεν λαμ­βά­νει χώρα βίαιη εκτί­να­ξη ύλης, αλλά μπο­ρεί να υπάρ­χει απλά ένας ενι­σχυ­μέ­νος αστρι­κός άνε­μος κατά τη διάρ­κεια της ανά­λαμ­ψης.
• Και­νο­φα­νείς ακτί­νων Χ(X‑ray novæ). Ουρά­νιες πηγές ακτι­νων Χ, που εμφα­νί­ζο­νται ξαφ­νι­κά στον ουρα­νό, αυξά­νο­ντας την ισχύ τους σε ένα διά­στη­μα λίγων ημε­ρών και στη συνέ­χεια εξα­σθε­νούν γορ­γά, με συνο­λι­κή διάρ­κεια ζωής λίγων μηνών. Δεν εμφα­νί­ζουν στα­θε­ρή περιο­δι­κό­τη­τα. Πρό­κει­ται για διπλά, κλει­στά συστή­μα­τα αστέ­ρων, στα οποία το συμπα­γές, πρω­τεύ­ον ουρά­νιο αντι­κεί­με­νο, είναι ένας αστέ­ρας νετρο­νί­ων ή μια μελα­νή οπή. Μια και­νο­φα­νής ανά­λαμ­ψη ακτί­νων Χ δημιουρ­γεί­ται από μία ξαφ­νι­κή, δρα­μα­τι­κή αύξη­ση της μάζας που προ­σπί­πτει στον δίσκο επαύ­ξη­σης του συμπα­γούς αστέ­ρα, συμπιέ­ζε­ται και θερ­μαί­νε­ται ισχυ­ρά, εκπέ­μπο­ντας ακτί­νες Χ. Κατά την διάρ­κεια μίας ανά­λαμ­ψης, η οπτι­κή λαμπρό­τη­τα επί­σης αυξά­νε­ται σημα­ντι­κά (έως και 5 μεγέ­θη), δίνο­ντας το χαρα­κτη­ρι­στι­κό φάσμα ενός λαμπε­ρού δίσκου επαύ­ξη­σης. Μια έκρη­ξη ακτί­νων Χ είναι δυνα­τόν να συνο­δεύ­ε­ται από μία έκρη­ξη ραδιο­κυ­μά­των. Σε ορι­σμέ­νες περι­πτώ­σεις έχουν ανα­κα­λυ­φθεί πίδα­κες σχε­τι­κι­στι­κής ύλης, όμοιοι με αυτούς των Ενερ­γών Γαλα­ξια­κών Πυρή­νων, αλλά πολύ μικρό­τε­ροι σε μέγε­θος και ισχύ. Το γεγο­νός αυτό κατα­δει­κνύ­ει ότι, πράγ­μα­τι, μια εκρη­κτι­κή εκτί­να­ξη μάζας εμφα­νί­ζε­ται ως απο­τέ­λε­σμα ξαφ­νι­κής προ­σαύ­ξη­σης μάζας.

• Και­νο­φα­νείς Ηλί­ου(Helium novæ). Και­νο­φα­νείς ανα­λάμ­ψεις από το φάσμα των οποί­ων απου­σιά­ζουν οι γραμ­μές του Υδρο­γό­νου ενώ το αέριο που εκτο­ξεύ­ε­ται εμφα­νί­ζε­ται εμπλου­τι­σμέ­νο σε Ήλιο και Άνθρα­κα. Η ύπαρ­ξή τους προ­βλέ­φθη­κε θεω­ρη­τι­κά από τους Kato, Saio & Hachisu, το 1989 (11 χρό­νια, πριν την πανη­γυ­ρι­κή τους επι­βε­βαί­ω­ση από τον και­νο­φα­νή V445 Puppis), ως μία και­νο­φα­νής έκρη­ξη που προ­κα­λεί­ται από μία ανα­λα­μπή Ηλί­ου (Helium shell flash), στην επι­φά­νεια ενός λευ­κού νάνου. Η θεω­ρία τους περι­λαμ­βά­νει δύο περι­πτώ­σεις προ­σαύ­ξη­σης Ηλί­ου: Ροή Ηλί­ου από έναν μάλ­λον «ηλι­κιω­μέ­νο» συνο­δό αστέ­ρα ή ροή πλού­σιας σε υδρο­γό­νο ύλης από έναν κανο­νι­κό συνο­δό αστέ­ρα, με μεγά­λο ρυθ­μό επι­συσ­σώ­ρευ­σης . Στην δεύ­τε­ρη περί­πτω­ση, ένα μέρος του πλού­σιου σε υδρο­γό­νο υλι­κού, μετα­τρέ­πε­ται σε Ήλιο και συσ­σω­ρεύ­ε­ται στον λευ­κό νάνο. Όταν η μάζα του στρώ­μα­τος Ηλί­ου φτά­σει σε μια κρί­σι­μη τιμή, προ­κα­λεί­ται μία αστα­θής, αδύ­να­μη ανα­λα­μπή Ηλί­ου. Σε έναν και­νο­φα­νή Ηλί­ου η απώ­λεια μάζας είναι σχε­τι­κά ασθε­νής ενώ το μεγα­λύ­τε­ρο μέρος του Ηλί­ου καί­γε­ται προς Άνθρα­κα και Οξυ­γό­νο, παρα­μέ­νο­ντας στον λευ­κό νάνο. Μετά από πολ­λές περιο­δι­κές ανα­λα­μπές ηλί­ου, ο λευ­κός νάνος μεγα­λώ­νει στα­δια­κά σε μάζα, καταρ­ρέ­ο­ντας εν τέλει σε έναν αστέ­ρα νετρο­νί­ων ή εκρή­γνυ­ται ως υπερ­και­νο­φα­νής τύπου Ia.

Πηγή