For over to år siden observerte Fermi-LAT Collaboration en “øre- og øyeåpning” -hendelse - det nøyaktige stedet der en fantastisk eksplosjon kalt en nova sendte ut en av de mest energiske formene for elektromagnetiske bølger ... gammastråler. Da den ble oppdaget første gang i 2012, var det noe av et mysterium, men funnene kunne meget godt peke på hva som kan forårsake gammastråleutslipp.
"Vi fant ikke bare hvor gammastrålene kom fra, men fikk også se på et tidligere usett scenario som kan være vanlig i andre novaeksplosjoner," sa Laura Chomiuk, Michigan State University.
En nova? I følge Fermi-forskerne er det en klassisk nova som følge av løpende termonukleære eksplosjoner på overflaten av en hvit dverg som samler seg på materie fra en lavmasse hovedsekvens stjerne følgesvenn. Når den samles i materiale, utvider den termonukleære hendelsen rusk til det omkringliggende rommet. Astronomer forventet imidlertid ikke at denne "normale" hendelsen ville produsere gammastråler med høy energi!
Forklarer Fermi-LAT-teamet: "Gammastråledeteksjoner peker på uventede høyenergi-partikkelakselerasjonsprosesser knyttet til masseutkastet fra termonukleære eksplosjoner i en uventet klasse av galaktiske gammastrålekilder."
Mens NASAs Fermi-romfartøy var opptatt med å se på en nova kalt V959 man, noen 6500 lysår fra Jorden, var andre radioteleskoper også opptatt med å hente frem gammastråleforekomstene. Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) dokumenterte radiobølger fra novaen. Kilden til disse utslippene kan være subatomære partikler som beveger seg med nesten lysets hastighet som samhandler med magnetiske felt - en tilstand som er nødvendig for å bidra til å produsere gammastråler. Disse funnene ble støttet av den ekstremt skarpe radiovisjonen fra Very Long Baseline Array (VLBA) og det europeiske VLBI-nettverket. De avslørte to knop i radioobservasjonene - knop som beveget seg bort fra hverandre. Ytterligere studier ble gjort med e-MERLIN i Storbritannia, og en annen runde med VLA-observasjoner i 2014. Nå kunne astronomer begynne å sette sammen puslespillet om hvordan radioknuter og gammastråler produseres.
I følge NRAO-nyhetsoppslaget, gir den hvite dvergen og følgesvennen opp noe av sin orbitalenergi for å øke noe av eksplosjonsmaterialet, noe som får det kastede materialet til å bevege seg utover raskere i planet til deres bane. Senere blåser den hvite dvergen fra en raskere vind av partikler som for det meste beveger seg utover polene i baneplanet. Når den raskere bevegelige polarstrømmen treffer det saktere bevegelige materialet, akselererer sjokket partiklene til hastighetene som trengs for å produsere gammastrålene, og knutene med radioutslipp.
"Ved å se på dette systemet over tid og se hvordan mønsteret med radioutslipp endret seg, og deretter spore bevegelsene til knutene, så vi den eksakte atferden som forventet fra dette scenariet," sa Chomiuk.
Men V959 man-observasjonene var ikke slutten på historien. I følge Fermi-LAT-poster ble det i 2012 og 2013 påvist tre novaer i gammastråler og sto i kontrast til den første gammastråleoppdagede nova V407 Cygni 2010, som tilhører en sjelden klasse av symbiotiske binære systemer. Til tross for sannsynlige forskjeller i komposisjoner og masser av deres hvite dvergforfedre, er de tre klassiske novaene på samme måte karakterisert som myke spektrum forbigående gammastrålekilder påvist i løpet av 2-3 ukers varighet.
“Denne mekanismen kan være vanlig for slike systemer. Årsaken til at gammastrålene ble sett første gang i V959 man, er fordi det er nær, ”sa Chomiuk. Fordi typen av utstøtning som sees i V959 man også sees i andre binærstjernersystemer, kan den nye innsikten hjelpe astronomer til å forstå hvordan disse systemene utvikler seg. Denne “vanlige konvolutt” -fasen forekommer i alle nære binære stjerner, og er dårlig forstått. "Vi kan være i stand til å bruke novae som en" testbed "for å forbedre vår forståelse av dette kritiske stadiet av binær evolusjon," forklarer Chomiuk.
Original historiekilde: Radio Telescopes Unravel Mystery of Nova Gamma Rays fra National Radio Astronomy Observatory. Chomiuk jobbet med et internasjonalt team av astronomer. Forskerne rapporterte om funnene sine i det vitenskapelige tidsskriftet “Nature”.
