Når stjerner som vores sol bruger al deres brændstof, kollapser de og danner hvide dværge. Nogle gange kommer sådanne døde stjerner til live igen i en overophedet eksplosion og danner en ildkugle af røntgenstråler. En forskergruppe fra flere tyske institutter kunne for første gang observere en sådan eksplosion af røntgenstråling.
"Det var til en vis grad et godt tilfælde," forklarer Ole Koenig fra Astronomisk Institut i FAU. "Disse røntgenudbrud varer kun et par timer og er næsten umulige at forudsige, og observationsinstrumentet skal rettes direkte mod udbruddet på et bestemt tidspunkt," forklarer astrofysikeren.
I dette tilfælde er et sådant instrument eROSITA røntgenteleskopet, som nu er 1,5 millioner km fra Jorden og har overvåget himlen for bløde røntgenstråler siden 2019. Den 7. juli 2020 registrerede han en stærk røntgen-emission i den del af himlen, som var fuldstændig usynlig fire timer før. Da røntgenteleskopet undersøgte det samme sted på himlen fire timer senere, var strålingen forsvundet. Det følger heraf, at røntgenudbruddet, som tidligere fuldstændig oplyste detektorens centrum, skulle have varet mindre end 8 timer.
Sådanne røntgenudbrud blev forudsagt af teoretiske undersøgelser for mere end 30 år siden, men er aldrig blevet direkte observeret før nu. Disse røntgenildkugler forekommer på overfladen af stjerner, der oprindeligt var sammenlignelige i størrelse med Solen, men brugte derefter det meste af deres brint og derefter heliumbrændstof dybt inde i deres kerne. Disse stjerneligninger kollapser, indtil de er hvide dværge, der i størrelse svarer til Jorden, men som har en masse, der kan være den samme som vores Sols.
"Disse såkaldte nye stjerner dannes hele tiden, men det er meget svært at opdage dem i de første øjeblikke, hvor de fleste røntgenstråler udsendes," tilføjer Dr. Viktor Doroshenko fra universitetet i Tübingen. "Sværheden er ikke kun den korte varighed af blitzen, men også det faktum, at spektret af de udsendte røntgenstråler er meget blødt. Bløde røntgenstråler er ikke særlig energiske og absorberes let af det interstellare medium, så vi kan ikke se ret langt i dette område, hvilket begrænser antallet af observerbare objekter. Teleskoper er normalt designet til at arbejde i de hårdere røntgenstråler, hvor absorption er mindre vigtig, og af denne grund kan de gå glip af en sådan begivenhed."
Fordi disse udbrændte stjerner hovedsageligt består af ilt og kulstof, kan vi sammenligne dem med gigantiske diamanter på størrelse med Jorden, der flyder i rummet, men strålingen er stadig så svag, at den er svær at opdage fra Jorden.
Det vil sige indtil den hvide dværg er ledsaget af en stjerne, der stadig brænder, og når den hvide dværgs enorme tyngdekraft trækker brinten fra ledsagestjernen. "Senere kan denne brint samle sig og danne et lag, der kun er få meter tykt på overfladen af den hvide dværg," forklarer FAU-astrofysiker Jorn Wilms. I dette lag skaber den enorme gravitationsattraktion et enormt tryk, som er så stort, at det får stjernen til at blusse op igen. Som følge af en kædereaktion sker der hurtigt en kraftig eksplosion, hvor brintlaget blæses væk. Røntgenstråling fra en sådan eksplosion ramte eROSITA-detektorerne den 7. juli 2020 og skabte et overeksponeret billede.
"Ved at bruge modelberegninger var vi i stand til yderligere at analysere det overeksponerede billede under den komplekse proces for at få et kig bag kulisserne på den hvide dværg-eksplosion," sagde forskerne.
Ifølge de opnåede resultater er massen af den hvide dværg omtrent lig med Solens masse og er derfor relativt stor. Eksplosionen skabte en ildkugle med en temperatur på omkring 327 K (54 C), hvilket gør den omkring 60 gange varmere end Solen. Da disse nye stjerner løber tør for brændstof ret hurtigt, afkøles de hurtigt, og røntgenstrålingen bliver svagere, indtil den til sidst bliver til synligt lys, som nåede Jorden en halv dag efter eROSITAs påvisning og blev set af optiske teleskoper. Da disse nye stjerner kun er synlige efter et røntgenudbrud, er sådanne udbrud meget svære at forudsige, og at finde dem i røntgenstråledetektorer er i høj grad et spørgsmål om tilfældigheder.
Du kan hjælpe Ukraine med at kæmpe mod de russiske angribere. Den bedste måde at gøre dette på er at donere midler til Ukraines væbnede styrker gennem Red livet eller via den officielle side NBU.
Læs også:
- Astronomer har opdaget en "guldstandard"-stjerne i Mælkevejen
- "Micron"-eksplosioner er blevet set på fjerne zombiestjerner