Bum! Odkryto nowy typ kosmicznych eksplozji

Jednym z rodzajów gwiezdnych eksplozji są tak zwane gwiazdy nowe. Ich wybuch następuje w układzie dwóch gwiazd, z których jedna jest białym karłem, a druga normalną gwiazdą - tzw. gwiazdą ciągu głównego (do tej kategorii należy na przykład Słońce) lub znajdującą się w nieco późniejszym stadium ewolucji. Biały karzeł kradnie materię od swojej towarzyszki, głównie wodór. Po jakimś czasie na powierzchni białego karła wytwarzają się warunki prowadzące do eksplozji termojądrowej. Obserwujemy znaczne pojaśnienie gwiazdy, nawet na wiele tygodni, odrzucana jest część materii, ale układ podwójny nadal istnieje.

Astronomowie rozróżniają kategorię tzw. nowych klasycznych. Najnowsze obserwacje wskazują jednak, że istnieją też wybuchy o podobnym mechanizmie, ale dużo mniejszej skali. Nazwano je mikronowymi, gdyż wyzwolona energia jest milion razy mniejsza niż w przypadku nowych klasycznych. Pojaśnienia gwiazdy w mikronowych trwają też dużo krócej (kilka godzin), z kolei sama eksplozja termojądrowa nie obejmuje całej powierzchni białego karła, a zamiast tego występuje lokalnie, na jakimś obszarze.

Naukowcy natrafili na tajemnicze mikroeksplozje podczas analizowania danych z NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Wykryto trzy mikronowe. W przypadku dwóch było wiadomo już wcześniej, że w układach tych występują białe karły, a dla trzeciej potrzebne były obserwacje z teleskopu VLT, aby potwierdzić status białego karła.

Wybuchy mikronowych mogą zachodzić w przypadku białych karłów z silnym polem magnetycznym. Materia jest ściągana w stronę biegunów magnetycznych gwiazdy i w tych okolicach dochodzi do fuzji wodoru w hel.

Mikronowe wybuchy są wyzwaniem dla aktualnych modeli gwiezdnych wybuchów. Być może są znacznie powszechniejsze, niż sądzono, ale z powodu szybkości zjawiska trudno je uchwycić w akcji.

Inną możliwością wyjaśnienia obserwowanych wybuchów mogłyby być gwiezdne rozbłyski, znane też z obserwacji Słońca. Do rozbłysków nie prowadzi reakcja termojądrowa, a rekoneksja magnetyczna (zespół procesów związanych z szybkimi zmianami w układzie pola magnetycznego). Jednak wykluczono tę możliwość, gdyż nawet najpotężniejsze znane rozbłyski są cztery do pięciu rzędów wielkości mniej energetyczne niż w wybuchach mikronowych.

- Zjawisko to kwestionuje nasze zrozumienie, w jaki sposób zachodzą wybuchy termojądrowe w gwiazdach. Myśleliśmy, że o tym wiemy, ale to odkrycie proponuje zupełnie nowy sposób ich osiągnięcia - stwierdził Simone Scaringi, astronom z Durham University w Wielkiej Brytanii, który uczestniczył w badaniach.

Pomimo nazwy wskazującej na coś małego, sam wybuch mikronowy jest całkiem spory. W ciągu kilku godzin spaleniu ulega 20 trylionów kilogramów materiału, co odpowiada 3,5 miliardom Piramid Cheopsa.

Wyniki badań przedstawiono w dwóch publikacjach. Jedna ukazała się w czasopiśmie "Nature", a drugą przyjęto do druku w "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society". W gronie autorów znajdują się m.in. Jean-Pierre Lasota, zatrudniony w Centrum Astronomicznym im. Mikołaja Kopernika Polskiej Akademii Nauk w Warszawie i w Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS et Sorbonne Universités we Francji oraz Krystian Iłkiewicz z Durham University w Wielkiej Brytanii.