For over to år siden observerede Fermi-LAT-samarbejdet en ”øre- og øjenåbnings” -begivenhed - det nøjagtige sted, hvor en stellar eksplosion kaldet en nova udsendte en af de mest energiske former for elektromagnetiske bølger ... gammastråler. Da det første gang blev fundet i 2012, var det noget af et mysterium, men resultaterne kunne meget vel pege på, hvad der kan forårsage gammastråleemissioner.
”Vi fandt ikke kun, hvor gammastrålerne kom fra, men kiggede også på et tidligere uset scenario, der kan være almindeligt i andre nova-eksplosioner,” sagde Laura Chomiuk, Michigan State University.
En nova? Ifølge Fermi-forskerne er en klassisk nova et resultat af løbende termonukleære eksplosioner på overfladen af en hvid dværg, der hæfter stof fra en lavmasse hovedsekvensstjerneledsager. Når den samles i materiale, udviser den termonukleære begivenhed affald i det omgivende rum. Astronomer forventede imidlertid ikke, at denne "normale" begivenhed ville producere gamma-stråler med høj energi!
Forklarer Fermi-LAT-teamet: "Gammastråledetekteringer peger på uventede højenergi-partikelaccelerationsprocesser, der er knyttet til masseudkast fra termonukleære eksplosioner i en uventet klasse af galaktiske gammastrålekilder."
Mens NASAs Fermi-rumfartøj var travlt med at se en nova kaldet V959 man, omkring 6500 lysår fra Jorden, var andre radioteleskoper også travlt med at samle op på gammastråleforekomsterne. Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) dokumenterede radiobølger fra novaen. Kilden til disse emissioner kan være subatomære partikler, der bevæger sig med næsten lysets hastighed, der interagerer med magnetiske felter - en betingelse, der er nødvendig for at hjælpe med at producere gammastråler. Disse fund blev bakket op af den ekstremt skarpe radio “vision” fra Very Long Baseline Array (VLBA) og det europæiske VLBI-netværk. De afslørede to knob i radioobservationer - knob, der bevægede sig fra hinanden. Yderligere undersøgelser blev foretaget med e-MERLIN i England og en anden runde af VLA-observationer i 2014. Nu kunne astronomer begynde at sammensætte puslespillet om, hvordan radioknotter og gammastråler produceres.
Ifølge NRAO-nyhedsmeddelelsen opgiver den hvide dværg og dens ledsager en del af deres orbitalenergi for at øge noget af eksplosionsmaterialet, hvilket får det udsatte materiale til at bevæge sig udad hurtigere i deres baneplan. Senere blæser den hvide dværg fra en hurtigere vind af partikler, der for det meste bevæger sig udad langs orbitalplanets poler. Når den hurtigere bevægelige polstrømning rammer det langsommere bevægende materiale, accelererer chokket partiklerne til de hastigheder, der er nødvendige for at producere gammastrålerne, og knudene med radioemission.
”Ved at se dette system over tid og se, hvordan mønsteret for radioemission ændrede sig, og derefter spore knobernes bevægelser, så vi den nøjagtige opførsel, der forventes fra dette scenarie,” sagde Chomiuk.
Men V959 man-observationer var ikke slutningen på historien. I følge Fermi-LAT-registreringer blev der i 2012 og 2013 påvist tre novæer i gammastråler og stod i modsætning til den første gammastråledetekterede nova V407 Cygni 2010, der hører til en sjælden klasse af symbiotiske binære systemer. På trods af sandsynlige forskelle i sammensætninger og masser af deres hvide dværgforfader, er de tre klassiske novæer på lignende måde karakteriseret som bløde spektrum forbigående gammastrålekilder påvist i løbet af 2-3 uger.
”Denne mekanisme kan være fælles for sådanne systemer. Årsagen til at gammastrålerne først blev set i V959 man, er fordi det er tæt, ”sagde Chomiuk. Fordi den type udkast, der ses i V959 man også ses i andre binære-stjernesystemer, kan den nye indsigt hjælpe astronomer med at forstå, hvordan disse systemer udvikler sig. Denne "fælles kuvert" -fase forekommer i alle nære binære stjerner og er dårligt forstået. ”Vi kan muligvis bruge novæer som en” testbed ”til at forbedre vores forståelse af dette kritiske trin i binær evolution,” forklarer Chomiuk.
Original historiekilde: Radioteleskoper Unravel Mystery of Nova Gamma Rays fra National Radio Astronomy Observatory. Chomiuk arbejdede sammen med et internationalt team af astronomer. Forskerne rapporterede deres fund i det videnskabelige tidsskrift “Nature”.
