At se lyset:Undersøgelse finder på en ny måde, hvorpå novaer lyser himlen op

En nova, eller stella nova, det latinske ord for "ny stjerne, " er en eksplosion på overfladen af ​​en stjerne, der kan producere nok energi til at øge stjernens lysstyrke med millioner af gange. Nogle gange er en nova, som forekommer i stjerner kaldet hvide dværge, er så lys, at det ser ud som en ny stjerne for det blotte øje.

Eksplosionen sker, når en hvid dværgstjerne fjerner materiale fra sin ledsagerstjerne, der hober sig op på dværgens overflade, til sidst udløste en termonuklear eksplosion. Mens astronomer i mange år har troet, at nuklear afbrænding af materiale på overfladen af ​​den hvide dværg direkte drev alt lyset fra eksplosionen, for nylig begyndte astronomer at diskutere, at "chok" fra eksplosionen kunne drive det meste af lysstyrken.

Nu, et internationalt hold af astronomer fra 40 institutter i 17 lande ledet af Michigan State Universitys Elias Aydi, har fundet ud af, at det faktisk er stød, der forårsager det meste af novaens lysstyrke.

Forskningen er detaljeret i et papir offentliggjort i tidsskriftet Natur astronomi med titlen, "Direkte bevis for støddrevet optisk emission i en nova."

"Dette er en ny måde at forstå oprindelsen af ​​lysstyrken af ​​novaer og andre stjerneeksplosioner, " sagde Aydi, en forskningsassistent i MSU's Institut for Fysik og Astronomi. "Vores resultater præsenterer det første direkte observationelle bevis, fra hidtil usete rumobservationer, at chok spiller en stor rolle i at drive disse begivenheder."

Så, hvad er stød, og hvordan opstår de? Forestil dig et supersonisk jetfly. Når strålen overstiger lydens hastighed, det frembringer et stød, som fører til et højt lydbom. I en nova-eksplosion, stødene producerer lys frem for lyd.

Når materiale blæser ud fra den hvide dværg, sagde Aydi, det udstødes i flere faser og med forskellige hastigheder. Disse udkast kolliderer med hinanden og skaber stød, som opvarmer det udstødte materiale og producerer meget af lyset.

En anden bivirkning af astronomiske stød er gammastråler, den højeste energiform for elektromagnetisk stråling. Astronomerne opdagede lyse gammastråler fra stjernen, kendt som nova V906 Carinae, hvis eksplosion i stjernebilledet Carina først blev opdaget i marts 2018.

Ved hjælp af NASA's Fermi Gamma-ray rumteleskop, de viste, at V906 Car havde de klareste gammastråler, der nogensinde er observeret for en nova, beviser, at den er vært for energiske stød.

Men den virkelige overraskelse kom, fordi en optisk satellit – en af ​​de seks nanosatellitter, der udgør en samling af satellitter drevet af et internationalt konsortium kaldet BRight Target Explorer Constellation of cube-sats – lige tilfældigvis kiggede på den del af himlen, hvor novaen opstod. Sammenligning af gammastråle- og optiske data, astronomerne bemærkede, at hver gang der var et udsving i gammastråler, lyset fra novaen fluktuerede også.

"Vi observerede samtidige udsving i både den visuelle og gammastrålende lysstyrke, hvilket betyder, at begge emissioner stammer fra stød, sagde Kirill Sokolovsky, en forskningsmedarbejder ved MSU og en medforfatter på papiret. "Dette førte os til den konklusion, at stød faktisk er ansvarlige for det meste af begivenhedens lysstyrke."

"Vi var heldige, at medlemmer af vores team observerede den del af himlen med disse specielle satellitter og var i stand til at indsamle dette hidtil usete sæt data, " sagde Aydi.

Teamet vurderer, at V906 Car er omkring 13, 000 lysår fra Jorden. Det betyder, at da novaen først blev opdaget i 2018, det var faktisk sket 13. 000 år siden.

Denne nye information kan også hjælpe med at forklare, hvor store mængder lys der genereres i andre stjernebegivenheder, inklusive supernovaer og stjernefusioner, i, når to stjerner kolliderer med hinanden. Andre MSU-forskere involveret i projektet er Laura Chomiuk, Jay Strader og Adam Kawash, hele Institut for Fysik og Astronomi.