Pressmeddelande

Astronomer upptäcker mikronovor – en ny typ av stjärnexplosion

20 april 2022, Skurup

En grupp astronomer har med hjälp av Europeiska Sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT) observerat en ny typ av stjärnexplosion – mikronovor. Dessa utbrott sker på ytan av vissa stjärnor, som under loppet av några timmar kan förbränna lika mycket material som 3,5 miljarder Cheopspyramider.

“Vi har upptäckt och för första gången identifierat vad vi kallar en mikronova” säger Simone Scaringi vid Durham University i Storbritannien som ledde utforskningen av dessa explosioner som i dag presenteras i tidskriften Nature. “Fenomenet utmanar vår förståelse av hur termonukleära explosioner i stjärnor sker. Vi trodde vi visste detta, men denna upptäckt visar en helt ny möjlighet att orsaka sådana”, tillägger han.

 

Mikronovor är extremt kraftfulla händelser, men små på astronomiska skalor. De är betydligt mindre energirika än novor, som astronomerna har känt till i århundraden. Båda typerna av explosioner sker på vita dvärgar, döda stjärnor med samma massa som solen, men lika stora som jorden.

 

En vit dvärg i ett dubbelsystem kan dra till sig material, huvudsakligen vätgas, från sin kompanjon om de är tillräckligt nära varandra. När denna gas når den mycket varma ytan på den vita dvärgstjärnan kommer väte att fusionera till helium på ett explosivt sätt. I novor sker dessa termonukleära explosioner på hela den vita dvärgens yta. “Sådana explosioner får hela ytan på den vita dvärgen att lysa upp under en period av flera veckor” förklarar Nathalie Dehenaar vid Amsterdams universitet, Nederländerna, och medförfattare på artikeln.

 

Snarlika explosioner sker vid mikronovor men på en mycket mindre och snabbare skala, då de varar endast under några timmar. De sker på vissa vita dvärgar med kraftiga magnetfält som drar materialet mot stjärnans magnetiska poler. “För första gången har vi kunnat se att vätgasfusion kan ske på lokala skalor. Vätebränslet kan hållas samlad vid basen på de magnetiska fälten på vissa vita dvärgar, så att explosionerna endast sker kring de magnetiska polerna” säger Paul Groot vid Radbouduniversitetet i Nederländerna och medförfattare till studien.

 

“Detta leder till ‘mikrofusionsbomber’ med bara en miljondel av energimängden i en novaexplosion, därav namnet mikronova” fortsätter Groot. Begreppet ‘mikro’ kan vara missledande eftersom dessa fenomen inte på något sätt är små: ett av dessa utbrott kan förbruka omkring 20 triljoner eller 20 miljarder miljarder kg material, motsvarande 3,5 miljarder Cheopspyramider [1].

 

Dessa nya mikronovor utmanar astronomernas teorier om stjärnexplosioner och kan vara vanligare än man tidigare antagit.  “Det visar hur otroligt dynamiskt vårt universum är. Dessa fenomen kan vara ganska vanliga, men eftersom de är så snabba är de svåra att fånga” förklarar Scaringi.

 

Forskarlaget noterade de mystiska mikroexplosionerna första gången när de analyserade data från NASA:s Transient Exoplanet Survey Satelllite (TESS). “När vi letade igenom data tagna med NASA:s TES upptäckte vi något märkligt: en ljusstark blixt i synligt ljus som varade i några timmar. Vi letade vidare och fann flera liknande signaler” säger Degenaar.

 

Astronomerna observerade tre mikronovor med TESS. Två av dem skedde på kända vita dvärgar men den tredje krävde ytterligare observationer med X-shooter, ett instrument på ESO:s VLT, för att bekräfta att källan var en vit dvärg.

 

“Med hjälp av ESO:s Very Large Telescope kunde vi slå fast att alla dessa optiska blixtar producerades av vita dvärgar” säger Degenaar. “Denna observation var kritisk för att tolka våra mätningar och för upptäckten av mikronovorna” tillägger Scaringi.

 

Upptäckten av mikronovorna gör de kända typerna av stjärnexplosioner än fler. Forskarlaget vill nu fånga fler av dessa händelser, vilket kräver storskaliga sökningar och snabba uppföljningsobservationer. “Snabb respons från teleskop som VLT eller ESO:s New Technology Telescope och deras instrument kommer att låta oss studera dessa mystiska mikronovor med större detaljrikedom” avslutar Scaringi.

Noter

[1] Den stora Cheopspyramiden i Giza utanför Kairo i Egypten väger omkring 5 900 000 000 kg, eller 5 900 miljoner kg.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “Localised thermonuclear bursts from accreting magnetic white dwarfs” (doi: 10.1038/s41586-022-04495-6) i tidskriften Nature. En uppföljande artikel, "Triggering micronovae through magnetically confined accretion flows in accreting white dwarfs", har accepterats för publicering i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

 

Forskarlaget utgörs av S. Scaringi (Centre for Extragalactic Astronomy, Department of Physics, Durham University, Storbritannien [CEA]), P. J. Groot (Department of Astrophysics, Radboud University, Nijmegen,Nederländerna [IMAPP] and Sydafrikan Astronomical Observatory, Cape Town, Sydafrika [SAAO] and Department of Astronomy, University of Cape Town, Sydafrika [Cape Town]), C. Knigge (School of Physics and Astronomy, University of Southampton, Southampton, Storbritannien [Southampton]), A.J. Bird (Southampton) , E. Breedt (Institute of Astronomy, University of Cambridge, Storbritannien), D. A. H. Buckley (SAAO, Cape Town, Department of Physics, University of the Free State, Bloemfontein, Sydafrika), Y. Cavecchi (Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México), N. D. Degenaar (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Amsterdam, Nederländerna), D. de Martino (INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Naples, Italien), C. Done (CEA), M. Fratta (CEA), K. Iłkiewicz (CEA), E. Koerding (IMAPP), J.-P. Lasota (Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences, Warsawa, Polen och Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS et Sorbonne Universités, Paris, France), C. Littlefield (Department of Physics, University of Notre Dame, USA och Department of Astronomy, University of Washington, Seattle, USA [UW]), C. F. Manara (European Southern Observatory, Garching, Tyskland [ESO]), M. O’Brien (CEA), P. Szkody (UW), F. X. Timmes (School of Earth and Space Exploration, Arizona State University, Arizona, USA, Joint Institute for Nuclear Astrophysics - Center for the Evolution of the Elements, USA).

 

Det Europeiska sydobservatoriet (ESO) möjliggör för astronomer världen över att utforska universums mysterier. Vi designar, konstruerar och driver markbaserade observatorier av yppersta världsklass – som astronomer använder för att besvara spännande och utmanande frågor och för att sprida astronomisk kunskap – och driver internationella samarbeten inom astronomin. ESO startade som en mellanstatlig organisation 1962 och har i dag 16 medlemsländer (Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike), tillsammans med Chile som värdland och Australien som en strategisk partner. ESO:s högkvarter och besökscenter med planetarium, ESO Supernova, ligger nära München i Tyskland, medan teleskopen är placerade i Atacamaöknen i Chile, en unik plats för astronomiska observationer. ESO driver tre observatorier i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope och Very Large Telescope Interferometer. Där finns även två kartläggningsteleskop: VISTA som arbetar i infrarött ljus och VLT Survey Telescope som observerar i synligt ljus. Vid Paranal kommer även ESO att placera och driva Cherenkov Telescope Array South, världens största och känsligaste gammastrålningsteleskop. Tillsammans med internationella partners driver ESO de två anläggningarna APEX och ALMA på Chajnantorplatån som observerar himlen i millimeter- och submillimetervåglängder. Vid Cerro Armazones, nära Paranal, bygger vi för närvarande ESO:s Extremely Large Telescope, ”världens största öga mot himlen”. Från kontoret i Santiago, Chile, stödjer vi verksamheten i landet och samverkar med det chilenska samhället och våra samarbetspartners.

Länkar

• Forskningsartikel (Nature)
• Uppföljningsartikel (MNRAS)
• Foton på VLT
• För journalister: Prenumerera på pressmeddelanden under embargo på svenska
• För astronomer: Berätta om din forskning!

 

Kontakter

Simone Scaringi
Centre for Extragalactic Astronomy, Department of Physics, Durham University
Durham, UK
Tel: +44 191-3345067
E-post: simone.scaringi@durham.ac.uk

Nathalie Degenaar
Anton Pannekoek Institute, University of Amsterdam
Amsterdam, The Netherlands
Tel: +31 20 525 3994
E-post: degenaar@uva.nl

Paul Groot
Department of Astrophysics, Radboud University
Nijmegen, The Netherlands
E-post: pgroot@astro.ru.nl

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-post: press@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso2207 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.