Przy użyciu należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) teleskopu VLT, zespół astronomów w skład którego wchodzi Jean-Pierre Lasota z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika, PAN, zaobserwował nowy typ gwiezdnej eksplozji – mikronową. Te wybuchy następują na powierzchni odpowiednich gwiazd, a każda z nich może spalić w zaledwie kilka godzin materiał odpowiadający około 3,5 miliarda Piramid Cheopsa z Gizy.
„Po raz pierwszy odkryliśmy i zidentyfikowaliśmy coś co nazywamy mikronową” wyjaśnia Simone Scaringi, astronom na Durham University w Wielkiej Brytanii, który kierował badaniami tych eksplozji. Wyniki zostały opublikowane 20 kwietnia 2022, w Nature. „Zjawisko stanowi wyzwanie dla naszego zrozumienia, w jaki sposób zachodzą eksplozje termonuklearne w gwiazdach. Sądziliśmy, że znamy ten proces, ale nowe odkrycie proponuje zupełnie nowy sposób ich osiągnięcia” dodaje naukowiec.
Mikronowe są skrajnie potężnymi zdarzeniami, ale w astronomicznych skalach są małe. Są znacznie mniej energetyczne niż gwiezdne wybuchy znane jako nowe, o których astronomowie wiedzą od stuleci. Oba typy eksplozji zachodzą w przypadku białych karłów, umarłych gwiazd o masach około połowy masy Słońca, ale rozmiarami tak małych, jak Ziemia.
W układzie dwóch gwiazd, biały karzeł może kraść materię, głównie wodór, od swojego towarzysza, jeśli znajdują się wystarczająco blisko siebie. Gdy gaz spada na bardzo gorącą powierzchnię białego karła, wzbudza atomy wodoru do wybuchowej fuzji w hel. W nowych te wybuchy termojądrowe zachodzą na całej powierzchni gwiazdy. „Tego typu detonacje powodują, że przez kilka tygodni cała powierzchnia białego karła spala się i jasno świeci” wyjaśnia współautorka Nathalie Degenaar, astronom na University of Amsterdam w Holandii.
Mikronowe są podobnymi wybuchami, ale o mniejszej skali i szybszymi, trwają zaledwie kilka godzin. Zdarzają się na niektórych białych karłach z silnym polem magnetycznym, które ściągają materię w stronę biegunów magnetycznych gwiazdy. „Po raz pierwszy widzieliśmy, że fuzja wodoru może zdarzać się także w sposób lokalny. Paliwo wodorowe może znajdować się u podstawy biegunów magnetycznych niektórych białych karłów, tak iż fuzja zachodzi jedynie na biegunach magnetycznych” mówi Paul Groot, astronom na Radboud University w Holandii, współautor badań.
„Prowadzi to do wybuchu bomb jądrowych, które mają moc około jednej milionowej wybuchu nowej – stąd nazwa mikronowa” kontynuuje Groot. Chociaż „mikro” może sugerować, że wydarzenia te są małe, nie dajmy się zmylić: zaledwie jeden z takich wybuchów mógłby spalić około 20 trylionów kilogramów materiału, albo około 3,5 miliarda Piramid Cheopsa z Gizy.
Mikronowe stanowią wyzwanie dla zrozumienia gwiezdnych eksplozji przez astronomów i mogą być powszechniejsze niż do tej pory sądzono. „To pokazuje, jak dynamiczny jest Wszechświat. Wydarzenia tego typu mogą być całkiem powszechne, ale ponieważ są szybkie, trudno je uchwycić w akcji” wyjaśnia Scaringi.
Grupa badawcza natrafiła na tajemnicze mikroeksplozje podczas analizowania danych z NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). „Sprawdzając kolekcję danych astronomicznych z należącego do NASA teleskopu TESS, odkryliśmy coś nietypowego: jasny błysk światła optycznego trwający kilka godzin. Dalsze poszukiwania pokazały kilka kolejnych podobnych sygnałów” mówi Degenaar.
Badacze zaobserwowali trzy mikronowe przy pomocy TESS: dwie od znanych białych karłów, natomiast trzecia wymagała dodatkowych obserwacji przy pomocy instrumentu X-shooter na należącym do ESO teleskopie VLT, aby potwierdzić status białego karła.
„Za pomocą Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) odkryliśmy, że wszystkie te błyski optyczne zostały wytworzone przez białe karły” wskazuje Degenaar. „Te obserwacje były kluczowe w interpretacji naszych wyników i dla odkrycia mikronowych” dodaje Scaringi.
Okrycie mikronowych wzbogaca repertuar znanych gwiezdnych eksplozji. Naukowcy chcieliby teraz znaleźć więcej tych ulotnych wydarzeń, co wymaga wielkoskalowych przeglądów nieba i szybkich pomiarów typu follow-up. „Szybka reakcja teleskopów takich, jak VLT lub Teleskop Nowej Technologii (NTT), który również należy do ESO, oraz zestaw dostępnych instrumentów, pozwolą nam na ujawnienie dalszych szczegółów na temat tego czym są tajemnicze mikronowe" podsumowuje Scaringi.
Ilustracja: artystyczna wizja mokronowej (źródło ESO).
Text: doniesienie ESO.
