Chockvåg runt en avslocknad stjärna överraskar astronomer

 

Bild https://www.eso.org  Very Large TElscope (VLG) ,tog detta foto  av en avslocknad stjärna som plötsligt skapade en chockvåg där den rör sig genom rymden (Källa: ESO/K. Iłkiewicz and S. Scaringi et al. Background: PanSTARRS)

"Vi fann något som aldrig tidigare har setts, och dessutom helt oväntat", beskriver Simone Scaringi, docent vid Durham University i Storbritannien och medförfattare till en artikel om upptäckten som publicerades i dagarna  i Nature Astronomy. "Våra observationer avslöjade ett kraftfullt utflöde som, enligt vår nuvarande förståelse inte borde finnas där", beskriver Krystian Ilkiewicz, postdoktor vid Nicolaus Copernicus Astronomiska Center i Warszawa, Polen och en av artikelns medförfattare. Utflöde är det som astronomer beskriver som material som kastas ut från en himlakropp.

Stjärnan det handlar om är  RXJ0528+2838 en vit dvärgstjärna som finns 730 ljusår bort och rör sig likt solen och andra stjärnor runt Vintergatans centrum. Under sin rörelse samverkar den med interstellär gas i rymden  mellan stjärnorna. Det skapar en typ av chockvåg som kallas bogchock, "innebärande en krökt båge av materia, liknande den vattenvåg som formas framför ett skepp", beskriver Noel Castro Segura. Noel är forskare vid University of Warwick i Storbritannien och medförfattare till artikeln. Bogchockvågor av detta slag skapas vanligtvis av material som strömmar utåt från stjärnan. Men i fallet med RXJ0528+2838 kan ingen av de kända mekanismerna helt förklara observationerna.

Vita dvärgstjärnor är den överblivna kärnan av en döende lågmassiv stjärna och i detta fall ovan med en solliknande följeslagare i omloppsbana. I dubbelsystem av detta slag överförs materia från följeslagaren till den vita dvärgen och bildar i vanliga fall en skiva runt den. Skivan förser den vita dvärgen med materia och en del av denna kastas ut i rymden vilket skapar kraftfulla utflöden. Men RXJ0528+2838 visar inga tecken på någon skiva vilket gör ursprunget till utflödet och nebulosan runt stjärnan till ett mysterium.

"Insikten att ett förmodat inaktivt och skivlöst system skulle kunna skapa en spektakulär nebulosa av detta slag var ett sällsynta ”ögonblick", beskriver Scaringi.

Forskarna upptäckte den märkliga nebulosalikheten runt RXJ0528+2838 på bilder tagna med Isaac Newton-teleskopet i Spanien. Dess ovanliga form föranledde ytterligare detaljobservationer med MUSE-instrumentet på ESO:s VLT. "Observationer med ESO:s MUSE-instrument gjorde det möjligt för oss att kartlägga bågchocken i detalj och analysera dess sammansättning. Detta var avgörande för att bekräfta att strukturen verkligen härstammar från det binära systemet och inte tillhör en orelaterad nebulosa eller ett interstellärt stoftmoln", beskriver Ilkiewicz.

Formen och storleken på bågchocken indikerar att det kraftiga utflödet från den vita dvärgen har pågått i minst 1000 år. Astronomerna vet inte exakt hur en död stjärna utan skiva kan driva ett så långvarigt utflöde.

Den vita dvärgen är känd för sitt starka magnetfält, vilket bekräftas med MUSE-data (MUSE är ett instrument som Europeiska sydobservatoriet i Tyskland använder). Detta fält kanaliserar materian från kompanjonstjärnan direkt till den vita dvärgen utan att bilda en skiva runt den. ”Våra fynd visar att även utan en skiva kan dessa system driva kraftfulla utflöden vilket avslöjar en mekanism vi ännu inte förstår. Upptäckten utmanar accepterade teorin av hur materia rör sig och samverkar i extrema dubbelstjärnsystem av detta slag”, förklarar Ilkiewicz.

Resultaten antyder att det finns en dold energikälla, möjligen i form av ett starkt magnetfält, men denna ”mystiska motor”, som Scaringi uttrycker det, behöver fortfarande hittas och undersökas. Enligt observationerna är det nuvarande magnetfältet enbart   starkt nog för att driva en chockvåg  i några hundra år, vilket endast delvis förklarar vad astronomerna ser.

För att bättre förstå egenskaperna hos skivlösa utflöden av detta slag måste utflöden från  fler dubbelstjärnsystem studeras. ESOs kommande Extremely Large Telescope (ELT) kommer att hjälpa astronomer att "kartlägga fler system som detta och även svagare för att utforska liknande system i detalj, vilket i slutändan bidrar till ny kunskap om den mystiska och ännu oförklarade energikällan" förutsäger Scaringi.