Chokerende opdagelse forklarer kraftfulde novaer

I et typisk år, der er omkring 50 novaer, atomeksplosioner på overfladen af ​​hvide dværgstjerner, i vores galakse. Nogle af disse eksplosioner er så lyse og kraftfulde, de overskrider omfanget af videnskabelig forklaring.

Bruger to kraftige teleskoper, astronomer ved Michigan State University har bevist en teori, der forklarer disse superlysende novaer og andre astronomiske eksplosioner. Resultaterne, offentliggjort i det aktuelle nummer af Natur astronomi , indikerer, at kraftige chokbølger forstærker eksplosionerne ud over enhver traditionel skala for nukleare eksplosioner.

"Astronomer har længe troet, at energien fra novaer var domineret af den hvide dværg, kontrollere hvor meget lys og energi der udsendes, " sagde Laura Chomiuk, MSU astronom og studie medforfatter. "Hvad vi opdagede, imidlertid, var en helt anden energikilde – chokbølger, der kan dominere hele eksplosionen."

Da eksplosionen begynder, det skyder en køler ud, langsommere bølge af gasformigt materiale, relativt set. Bag det, selvom, er en varm, hurtige bølger lige bagved. Kollisionen af ​​de to udkast frembringer en chokbølge, hvilket resulterer i en spektakulær eksplosion af varme og lys.

"Jo større chokket er, jo lysere nova, " sagde Chomiuk. "Vi tror, ​​det er hastigheden af ​​den anden bølge, der påvirker eksplosionen."

Denne undersøgelse forklarer en teori holdt af Brian Metzger, Columbia University astronom, som også er medforfatter til dette papir.

Nu hvor teorien er blevet bevist, astronomer bruger novaer til bedre at forstå andre superladede eksplosioner, som dem, der markerer massive stjerners død i galakser langt væk.

"Novae er små laboratorier i vores galaktiske baghave, som vi kan bruge til at studere nogle af de mest lysende eksplosioner i universet, " sagde Chomiuk. "Når fremtidige novaer opstår, vi vil være i stand til at observere dem for bedre at forstå, hvordan stød lyser op og brændstofeksplosioner. Vi vil virkelig gerne finde ud af, hvor almindelige og energiske stød er."

Opdagelsen er præget af forskernes ihærdige vedholdenhed. Når der sker novaer, der er en god chance for, at de bliver observeret af Ohio State Universitys All Sky Automated Survey for SuperNovae. ASAS-SN er en suite af robotteleskoper på den nordlige og sydlige halvkugle. Faktisk, ASAS-SN opdagede denne særlige nova, der er omtalt i denne undersøgelse – ASASSN-16ma.

Da ASASSN-16ma blev opdaget i oktober 2016, Kwan-Lok ​​Li, MSU astronom og hovedforfatter, og Chomiuk, anmodede om et andet teleskop – NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope – også observere eksplosionen og måle gammastrålerne, som novaen frigav. Gammastråler er et direkte spor af chokbølger.

Efterlader ingen sten uvendt, Chomiuk advarede også American Association of Variable Star Observers. Denne internationale gruppe af professionelle og amatørastronomer sluttede sig til og leverede mange af de optiske data, der beviste denne opdagelse.

Observationerne indsamlet fra disse kilder gav data, der var uden sidestykke. De utvetydige resultater, når det udtrykkes gennem en graf, vise en pulserende linje af energi – der ligner et galaktisk hjerteslag, af slagsen - med det optiske lys og gammastrålerne, der spejler hinanden og beviser teorien. Gammastrålerne og det optiske lys kommer fra den samme kilde – hvilket viser, at stød dominerer novaens lysstyrke.

"Nova'ens lysstyrke og hvor stærke vores data var, overraskede mig virkelig, " sagde Li. "Andre novaer kan tage dage eller uger for os at indsamle tilstrækkelige data. Denne, selvom, var synlig efter blot en dag, og vi vidste, at det var godt."