I en klassisk nova sifoner et hvidt dværg materiale fra en ledsagerstjerne, der bygger et lag på dens overflade indtil temperaturen og trykket er så højt (en proces, der kan tage titusinder af år), at dets brint begynder at gennemgå kernefusion , der udløser en løbsk reaktion, der detonerer den akkumulerede gas.
Det lyse udbrud, der frigiver op til 100.000 gange den årlige energiproduktion fra vores sol, kan brænde i måneder. Hele tiden forbliver den hvide dværg intakt med potentialet for at gå nova igen.
Det er et relativt ligetil billede - hvad angår kompleks astrofysik. Men nye observationer med NASAs Fermi Gamma-ray Space Telescope viser uventet, at tre klassiske novæer - V959 Monocerotis 2012, V1324 Scorpii 2012 og V339 Delphini 2013 - og en sjælden nova også producerer gammastråler, den mest energiske form for lys.
”Der er et ordsprog om, at den ene er en fluke, to er en tilfældighed, og tre er en klasse, og vi er nu på fire novæer og tæller med Fermi,” sagde hovedforfatter Teddy Cheung fra Naval Research Laboratory i en pressemeddelelse.
Den første nova, der blev opdaget i gammastråler, var V407 Cygni - et sjældent stjernesystem, hvor en hvid dværg interagerer med en rød gigant - i marts 2010.
En forklaring på gammastråleemissionen er, at sprængningen fra novaen rammer den heftige vind fra den røde kæmpe, hvilket skaber en chokbølge, der accelererer eventuelle ladede partikler til nær lysets hastighed. Disse hurtige partikler producerer på sin side gammastråler.
Men gamma-ray peak følger den optiske top et par dage. Dette sker sandsynligvis fordi materialet, som den hvide dværg skubber ud, oprindeligt blokerer højenergifotonerne fra at undslippe. Så gammastrålerne kan ikke slippe ud, før materialet udvides og tyndes.
Men de senere tre novæer er fra systemer, der ikke har røde giganter og derfor deres vind. Der er intet for den eksplosionsbølge at gå ned i.
”Vi troede oprindeligt på V407 Cygni som et specielt tilfælde, fordi den røde gigants atmosfære i det væsentlige lækker ud i rummet og producerer et luftigt miljø, der interagerer med eksplosionens eksplosionsbølge,” sagde medforfatter Steven Shore fra University of Pisa. ”Men dette kan ikke forklare nyere Fermi-detektioner, fordi ingen af disse systemer har røde giganter.”
I et mere typisk system er det sandsynligt, at eksplosionen skaber flere chokbølger, der udvides til rummet ved lidt forskellige hastigheder. Hurtigere chok kunne sprænge i langsommere, hvilket skaber den interaktion, der er nødvendig for at producere gammastråler. Holdet er dog usikkert, om dette er tilfældet.
Astronomer estimerer, at der mellem 20 og 50 novæer forekommer hvert år i Mælkevejen. De fleste bliver uopdaget, deres synlige lys skjules af mellemliggende støv, og deres gammastråler dæmpet af afstand. Forhåbentlig vil fremtidige observationer af nærliggende novaer kaste lys over den mystiske proces, der producerer gammastråler.
Resultaterne vises i Science den 1. august.
