For mange millioner eller milliarder av år siden gikk en gargantuan-stjerne i Skytten-stjernebildet ved navn J1808 tom for drivstoff, kollapset under sin egen vekt og eksploderte.
Sprengninger som dette er vanlige i kosmos; forskere vet at de er en del av en prosess som forvandler mektige soler til skrumpede nøytronstjerner - de minste og tetteste stjernene i universet. Det som astronomer har fascinert med J1808 i dag, er imidlertid det faktum fortsatt eksploderer, og tilsynelatende dusjer vår galakse med noen av de mest intense lysstrålingene som noen gang er blitt oppdaget.
20. august 2019 registrerte et spesielt teleskop med nøytronstjerner ombord den internasjonale romstasjonen (ISS) en termonukleær eksplosjon på J1808 som blåste alle tidligere oppdagede eksplosjoner bort. Det korte utbruddet av røntgenlys flimret i bare 20 sekunder, men ga ut mer energi på den tiden enn jordens sol frigjør på 10 dager, ifølge en nyhetsmelding fra NASA. Det var den lyseste lysenergien som noen gang ble spilt inn av teleskopet, som gikk på nettet i 2017.
"Dette utbruddet var enestående," sa Peter Bult, en astrofysiker ved NASAs Goddard Space Flight Center og hovedforfatter av en fersk undersøkelse om eksplosjonen publisert i The Astrophysical Journal Letters, i en uttalelse. "Vi ser en to-trinns endring i lysstyrke, som vi tror er forårsaket av utstøting av separate lag fra overflaten, og andre funksjoner som vil hjelpe oss å avkode fysikken til disse kraftige hendelsene."
Et ustabilt partnerskap
J1808 er en pulsar, eller en nøytronstjerne som roterer ekstremt raskt og avgir kraftig elektromagnetisk stråling fra begge polene. Stjerner som dette snurrer så raskt (J1808 fullfører omtrent 400 rotasjoner hvert sekund) at energistrålene ved polene deres ser ut til å pulsere som strobelys hver gang de peker mot Jorden.
I likhet med et svart hull kan den kraftige tyngdekraften til en nøytronstjerne jevnlig trekke inn enorme mengder omgivende materie som samles i en enorm, virvlende skive i stjernekanten (dette kalles en "akkresjonsskive"). I følge forfatterne av den nye studien ser det ut til at J1808 har brukt lang tid på å suge inn hydrogengass fra et mystisk himmelobjekt som den deler en binær bane med. Dette objektet, større enn en planet, men likevel mindre enn en stjerne, tjener den uflatterende kosmologiske fangst-tittelen "brun dverg."
Den enorme eksplosjonen som ble observert 20. august ser ut til å være et resultat av et langt, ensidig forhold mellom J1808 og dens brune partner, skrev forskerne. Nøytronstjernen ser ut til å ha sugd opp så mye hydrogen fra naboen de siste årene at gassen ble et superhot, supertett "hav" som begynte å falle innover og belegge stjernens overflate. Varme fra stjernen varmet dette havet så mye at en kjernefysisk reaksjon begynte å skje, noe som fikk hydrogenkjerner til å smelte sammen i heliumkjerner. Over tid skapte dette nydannede heliumet et andre lag med gass rundt stjernens overflate som strøk over flere meter dyp, skrev forskerne.
"Når heliumlaget er noen få meters dyp, lar forholdene heliumkjerner smelte sammen til karbon," sier medforfatter Zaven Arzoumanian, også med NASA, i uttalelsen. "Så brister helium eksplosivt og slipper løs en termonukleær ildkule over hele pulsaroverflaten."
Forskerne mener eksplosjonen 20. august skjedde da en slik ildkule blåste vekk både hydrogen- og helium-lagene som omgir stjernen i rask rekkefølge, noe som førte til at en dobbelt blits med intens lys røntgenenergi sprengte seg ut i verdensrommet. (J1808 og partneren er lokalisert omtrent 11 000 lysår fra Jorden, som er ganske nær, kosmisk sett).
Denne tolkningen av eksplosjonen passer til ISS-observasjonene, men etterlater en viktig detalj. Etter de to første piggene i røntgenenergi frigjorde pulsaren en tredje, litt dimmere eksplosjon som var omtrent 20% lysere enn stjernens normale flimmer. Det er ikke klart hva slags mekanisme som utløste denne endelige eksplosjonen av energi, sa forskerne.
