När stjärnor som vår sol använder allt sitt bränsle kollapsar de och bildar vita dvärgar. Ibland kommer sådana döda stjärnor tillbaka till liv i en överhettad explosion och bildar ett eldklot av röntgenstrålar. En forskargrupp från flera tyska institut kunde för första gången observera en sådan explosion av röntgenstrålning.
"Det var till viss del en bra slump", förklarar Ole Koenig från Astronomical Institute of FAU. "Dessa röntgenskurar varar bara några timmar och är nästan omöjliga att förutsäga, och observationsinstrumentet måste riktas direkt mot skuren vid en specifik tidpunkt", förklarar astrofysikern.
I det här fallet är ett sådant instrument röntgenteleskopet eROSITA, som nu är 1,5 miljoner km från jorden och har övervakat himlen efter mjuka röntgenstrålar sedan 2019. Den 7 juli 2020 registrerade han en stark röntgenstrålning i den delen av himlen, som var helt osynlig fyra timmar tidigare. När röntgenteleskopet undersökte samma plats på himlen fyra timmar senare hade strålningen försvunnit. Av detta följer att röntgenskuren, som tidigare fullständigt belyst detektorns centrum, borde ha varat mindre än 8 timmar.
Sådana röntgenskurar förutspåddes av teoretiska studier för mer än 30 år sedan, men har aldrig direkt observerats förrän nu. Dessa röntgenbrandklot förekommer på ytan av stjärnor som till en början var jämförbara i storlek med solen, men som sedan spenderade det mesta av sitt väte och sedan heliumbränsle djupt inne i sina kärnor. Dessa stjärnlik kollapsar tills de är vita dvärgar som liknar jordens storlek men har en massa som kan vara densamma som vår sols.
"De här så kallade nya stjärnorna bildas hela tiden, men det är väldigt svårt att upptäcka dem i de första ögonblicken när de flesta röntgenstrålar sänds ut", tillägger Dr Viktor Doroshenko från universitetet i Tübingen. "Svårigheten är inte bara blixtens korta varaktighet, utan också det faktum att spektrumet av de utsända röntgenstrålarna är mycket mjukt. Mjuka röntgenstrålar är inte särskilt energiska och absorberas lätt av det interstellära mediet, så vi kan inte se särskilt långt i detta område, vilket begränsar antalet observerbara objekt. Teleskop är vanligtvis utformade för att fungera i hårdare röntgenstrålar, där absorption är mindre viktigt, och av denna anledning kan de missa en sådan händelse."
Eftersom dessa utbrända stjärnor mestadels består av syre och kol, kan vi jämföra dem med gigantiska diamanter av storleken på jorden som flyter i rymden, men strålningen är fortfarande så svag att den är svår att upptäcka från jorden.
Det vill säga tills den vita dvärgen åtföljs av en stjärna som fortfarande brinner, och när den vita dvärgens enorma gravitationskraft drar vätet från den medföljande stjärnan. "Senare kan detta väte samlas och bilda ett lager bara några meter tjockt på ytan av den vita dvärgen", förklarar FAU-astrofysikern Jorn Wilms. I detta lager skapar den enorma gravitationsattraktionen ett enormt tryck, som är så stort att det får stjärnan att blossa upp igen. Som ett resultat av en kedjereaktion inträffar snart en kraftig explosion, under vilken väteskiktet blåses bort. Röntgenstrålning från en sådan explosion träffade eROSITA-detektorerna den 7 juli 2020 och skapade en överexponerad bild.
"Med hjälp av modellberäkningar kunde vi ytterligare analysera den överexponerade bilden under den komplexa processen för att få en titt bakom kulisserna på den vita dvärgens explosion", sa forskarna.
Enligt de erhållna resultaten är den vita dvärgens massa ungefär lika med solens massa och är därför relativt stor. Explosionen skapade ett eldklot med en temperatur på cirka 327 54 K (60 XNUMX C), vilket gör det cirka XNUMX gånger varmare än solen. Eftersom dessa nya stjärnor tar slut på bränsle ganska snabbt, svalnar de snabbt och röntgenstrålningen blir svagare tills den så småningom förvandlas till synligt ljus, som nådde jorden en halv dag efter eROSITA:s upptäckt och sågs av optiska teleskop. Eftersom dessa nya stjärnor bara är synliga efter en röntgenskur är sådana skurar mycket svåra att förutsäga, och att hitta dem i röntgendetektorer är till stor del en slumpfråga.
Du kan hjälpa Ukraina att slåss mot de ryska inkräktarna. Det bästa sättet att göra detta är att donera medel till Ukrainas väpnade styrkor genom Rädda liv eller via den officiella sidan NBU.
Läs också:
- Astronomer har upptäckt en "guldstandard"-stjärna i Vintergatan
- "Micron"-explosioner har upptäckts på avlägsna zombiestjärnor