eso2207nb — Pressemelding

Astronomer oppdager mikronovaer, en ny type stjerneeksplosjon

20. april 2022

En gruppe astronomer har, ved hjelp av European Southern Observatorys Very Large Telescope (ESOs VLT), observert en ny type stjerneeksplosjon – en mikronova. Disse utbruddene skjer på overflaten til visse stjerner, og hvert utbrudd kan brenne gjennom rundt 3,5 milliarder Kheopspyramider av stjernemateriale i løpet av bare noen få timer.

«Vi har for første gang oppdaget og identifisert det vi kaller en mikronova», forklarer Simone Scaringi, en astronom ved Durham University i Storbritannia som ledet studien om disse eksplosjonene publisert i Nature i dag. «Fenomenet utfordrer vår forståelse av hvordan termonukleære eksplosjoner i stjerner oppstår. Vi trodde vi visste dette, men denne oppdagelsen foreslår en helt ny måte å oppnå dem på», legger han til.

Mikronovaer er ekstremt kraftige hendelser, men er små på astronomiske skalaer. De er mye mindre energiske enn stjerneeksplosjonene kjent som novaer, som astronomer har visst om i århundrer. Begge typer eksplosjoner forekommer på hvite dverger, som er døde stjerner med en masse omtrent som Sola vår, men med en størrelse så liten som Jorda.

En hvit dverg i et dobbeltstjernesystem kan stjele materiale – for det meste hydrogen – fra følgestjernen hvis de er nærme nok hverandre. Når denne gassen faller ned på den svært varme overflaten til den hvite dvergstjernen, trigger den hydrogenatomene til å smelte sammen til helium på en eksplosiv måte. I novaer skjer disse termonukleære eksplosjonene over hele stjerneoverflaten. «Slike detonasjoner får hele overflaten til den hvite dvergen til å brenne og skinne sterkt i flere uker», forklarer medforfatter Nathalie Degenaar, en astronom ved Universitetet i Amsterdam i Nederland.

Mikronovaer er lignende eksplosjoner som er mindre i skala og som foregår raskere. De varer bare i noen timer. De forekommer på noen hvite dverger med sterke magnetiske felt, som sender materiale mot stjernens magnetiske poler. «For første gang har vi nå sett at hydrogenfusjon også kan skje på en lokalisert måte. Hydrogenbrenselet kan finnes ved bunnen av de magnetiske polene til noen hvite dverger, slik at fusjon bare skjer ved disse magnetiske polene», sier Paul Groot, en astronom ved Radboud University i Nederland og medforfatter av studien.

«Dette fører til at mikrofusjonsbomber går av, som har omtrent en milliondel av styrken til en novaeksplosjon, derav navnet mikronova», fortsetter Groot. «Mikro» kan antyde at disse hendelsene er små, men bare ett av disse utbruddene kan brenne gjennom omtrent 20 000 000 billioner kilogram, eller omtrent 3,5 milliarder Kheopspyramider, av materiale [1].

Disse nye mikronovaene utfordrer astronomenes forståelse av stjerneeksplosjoner, og kan være mer tallrike enn tidligere antatt. «Det viser bare hvor dynamisk universet er. Disse hendelsene kan faktisk være ganske vanlige, men fordi de er så raske er de vanskelige å fange opp mens de foregår», forklarer Scaringi.

Teamet kom først over disse mystiske mikroeksplosjonene da de analyserte data fra NASAs Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). «Når vi så gjennom astronomiske data samlet inn av TESS, oppdaget vi noe uvanlig: Et sterkt glimt av synlig lys som varer i noen timer. Ved å søke videre fant vi flere lignende signaler», sier Degenaar.

Teamet observerte tre mikronovaer med TESS: To var fra allerede kjente hvite dverger, men den tredje krevde ytterligere observasjoner med X-shooter-instrumentet på ESOs VLT for å bekrefte statusen som hvit dverg.

«Med hjelp fra ESOs Very Large Telescope fant vi ut at alle disse optiske glimtene ble produsert av hvite dverger», sier Degenaar. «Denne observasjonen var avgjørende for å tolke resultatet vårt og for oppdagelsen av mikronovaer», legger Scaringi til.

Oppdagelsen av mikronovaer øker repertoaret av kjente stjerneeksplosjoner. Teamet ønsker nå å observere flere av disse unnvikende hendelsene. Det vil kreve storskalaundersøkelser og raske oppfølgingsmålinger. «Rask respons fra teleskoper som VLT eller ESOs New Technology Telescope, og pakken med tilgjengelige instrumenter, vil tillate oss å avdekke hva disse mystiske mikronovaene er i større detalj», konkluderer Scaringi.

Fotnoter

[1] Vi bruker billioner for å bety en million millioner (1.000.000.000.000 eller 1012) og milliard for å bety tusen millioner (1.000.000.000 eller 109). Vekten til Kheopspyramiden i Kairo i Egypt er omtrent 5 900 000 000 kg.

Mer informasjon

Denne studien ble presentert i den vitenskapelige artikkelen «Localised thermonuclear bursts from accreting magnetic white dwarfs» (doi: 10.1038/s41586-022-04495-6) i tidsskriftet Nature. Et oppfølgingsbrev kalt «Triggering micronovae through magnetically confined accretion flows in accreting white dwarfs» er blitt akseptert for publisering i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Teamet bak Nature-artikkelen består av S. Scaringi (Centre for Extragalactic Astronomy, Department of Physics, Durham University, Storbritannia [CEA]), P. J. Groot (Department of Astrophysics, Radboud University, Nijmegen, Nederland [IMAPP] og South African Astronomical Observatory, Cape Town, Sør-Afrika [SAAO] og Department of Astronomy, University of Cape Town, Sør-Afrika [Cape Town]), C. Knigge (School of Physics and Astronomy, University of Southampton, Southampton, Storbritannia [Southampton]), A.J. Bird (Southampton), E. Breedt (Institute of Astronomy, University of Cambridge, Storbritannia), D. A. H. Buckley (SAAO, Cape Town, Department of Physics, University of the Free State, Bloemfontein, Sør-Afrika), Y. Cavecchi (Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, Mexico), N.D. Degenaar (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Amsterdam, Nederland), D. de Martino (INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Naples, Italia), C. Done (CEA), M. Fratta (CEA), K. Iłkiewicz (CEA), E. Koerding (IMAPP), J.-P. Lasota (Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences, Warsaw, Polen og Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS et Sorbonne Universités, Paris, Frankrike), C. Littlefield (Department of Physics, University of Notre Dame, USA og 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).

European Southern Observatory (ESO) gjør det mulig for forskere over hele verden å oppdage universets hemmeligheter – til fordel for alle. Vi designer, bygger og drifter bakkeobservatorier i verdensklasse. Disse bruker astronomer til å takle spennende vitenskapelige spørsmål og spre fascinasjonen for astronomi, og fremme internasjonalt samarbeid innen astronomi. ESO ble etablert som en mellomstatlig organisasjon i 1962, og støttes i dag av 16 medlemsland (Østerrike, Belgia, Tsjekkia, Danmark, Frankrike, Finland, Tyskland, Irland, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Sverige, Sveits og Storbritannia), sammen med vertsstaten Chile og med Australia som strategisk partner. ESOs hovedkvarter og dets besøkssenter og planetarium, ESO Supernova, ligger nær München i Tyskland, mens den chilenske Atacama-ørkenen, et fantastisk sted med unike forhold for å observere himmelen, er vert for teleskopene våre. ESO driver tre observasjonssteder: La Silla, Paranal og Chajnantor. Hos Paranal driver ESO Very Large Telescope og Very Large Telescope Interferometer, samt to kartleggingsteleskoper: VISTA som observerer i infrarødt lys og VLT Survey Telescope for synlig lys. På Paranal vil ESO også være vertskap for og drifte Cherenkov Telescope Array South, verdens største og mest følsomme gammastrålingsobservatorium. Sammen med internasjonale partnere driver ESO APEX og ALMA på Chajnantor, to anlegg som observerer himmelen i millimeter- og submillimeterområdet. På Cerro Armazones, nær Paranal, bygger vi «verdens største øye mot himmelen» – ESOs Extremely Large Telescope. Fra våre kontorer i Santiago i Chile støtter vi våre operasjoner i landet og samarbeider med chilenske partnere og det chilenske samfunnet.

Linker

Kontakter

Maria Hammerstrøm (oversetter & norsk pressekontakt)
Universitetet i Oslo
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

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

Nathalie Degenaar
Anton Pannekoek Institute, University of Amsterdam
Amsterdam, The Netherlands
Tlf.: +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
Tlf.: +49 89 3200 6670
Mob.: +49 151 241 664 00
E-post: press@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso2207 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso2207nb
Type:Unspecified : Star
Facility:Very Large Telescope
Instruments:X-shooter
Science data:2022Natur.604..447S

Bilder

Illustrasjon av en mikronova
Illustrasjon av en mikronova
Illustrasjon av en mikronova (nærbilde)
Illustrasjon av en mikronova (nærbilde)

Videoer

ESOcast 254 Light: Mikronova – en ny type stjerneeksplosjon
ESOcast 254 Light: Mikronova – en ny type stjerneeksplosjon
Animasjon av en mikronova
Animasjon av en mikronova
Animasjon av en dobbeltstjerne med en hvit dverg
Animasjon av en dobbeltstjerne med en hvit dverg