Per decenni, gli astronomi hanno saputo di esplosioni irregolari dal sistema a doppia stella V745 Sco, che si trova a circa 25, 000 anni luce dalla Terra. Gli astronomi furono colti di sorpresa quando furono osservate precedenti esplosioni di questo sistema nel 1937 e nel 1989. Quando il sistema scoppiò il 6 febbraio, 2014, però, gli scienziati erano pronti ad osservare l'evento con una suite di telescopi tra cui l'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA.

V745 Sco è un sistema stellare binario composto da una stella gigante rossa e una nana bianca bloccate insieme dalla gravità. Questi due oggetti stellari orbitano così vicini l'uno all'altro che gli strati esterni della gigante rossa vengono trascinati via dall'intensa forza gravitazionale della nana bianca. Questo materiale cade gradualmente sulla superficie della nana bianca. Col tempo, abbastanza materiale potrebbe accumularsi sulla nana bianca per innescare una colossale esplosione termonucleare, causando un drammatico schiarimento del binario chiamato nova. Gli astronomi hanno visto V745 Sco sbiadire di un fattore mille nella luce ottica nel corso di circa 9 giorni.

Gli astronomi hanno osservato V745 Sco con Chandra poco più di due settimane dopo l'esplosione del 2014. La loro scoperta chiave è stata che sembrava che la maggior parte del materiale espulso dall'esplosione si stesse muovendo verso di noi. Per spiegare questo, un team di scienziati dell'INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo, l'Università degli Studi di Palermo, e l'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics ha costruito un modello computerizzato tridimensionale (3D) dell'esplosione, e aggiustato il modello finché non ha spiegato le osservazioni. In questo modello hanno incluso un grande disco di gas freddo attorno all'equatore del binario causato dalla nana bianca che tira un vento di gas che scorre lontano dalla gigante rossa.

I calcoli del computer hanno mostrato che l'onda d'urto dell'esplosione della nova e il materiale espulso erano probabilmente concentrati lungo i poli nord e sud del sistema binario. Questa forma è stata causata dall'onda d'urto che si è schiantata nel disco di gas freddo attorno al binario. Questa interazione ha fatto sì che l'onda d'urto e il materiale espulso rallentassero lungo la direzione di questo disco e producevano un anello in espansione di calore, Gas che emette raggi X. I raggi X del materiale che si allontanava da noi erano per lo più assorbiti e bloccati dal materiale che si spostava verso la Terra, spiegando perché sembrava che la maggior parte del materiale si stesse muovendo verso di noi.

Nella figura (nella foto sopra) che mostra il nuovo modello 3D dell'esplosione, l'onda d'urto è gialla, la massa espulsa dall'esplosione è viola, e il disco di materiale più fresco, che è per lo più non toccato dagli effetti dell'onda d'urto, è blu. La cavità visibile sul lato sinistro del materiale espulso (vedi la versione etichettata) è il risultato del rallentamento dei detriti dalla superficie della nana bianca quando colpisce la gigante rossa. Di seguito è riportata un'immagine ottica dell'Osservatorio di Siding Springs in Australia.

Una straordinaria quantità di energia è stata rilasciata durante l'esplosione, equivalente a circa 10 milioni di miliardi di bombe all'idrogeno. Gli autori stimano che sia stato espulso materiale del peso di circa un decimo della massa terrestre.

Mentre questo rutto di dimensioni stellari era impressionante, la quantità di massa espulsa era ancora di gran lunga inferiore alla quantità che gli scienziati calcolano necessaria per innescare l'esplosione. Ciò significa che, nonostante le ricorrenti esplosioni, una notevole quantità di materiale si sta accumulando sulla superficie della nana bianca. Se si accumula materiale a sufficienza, la nana bianca potrebbe subire un'esplosione termonucleare ed essere completamente distrutta. Gli astronomi usano queste cosiddette supernove di tipo Ia come indicatori di distanza cosmica per misurare l'espansione dell'Universo.

Gli scienziati sono stati anche in grado di determinare la composizione chimica del materiale espulso dalla nova. La loro analisi di questi dati implica che la nana bianca è composta principalmente da carbonio e ossigeno.

È stata anche creata una stampa 3D del modello (nella foto sotto). Questa stampa 3D è stata semplificata e stampata in due parti, l'onda d'urto (qui in grigio) e il materiale espulso (qui in giallo).

Un documento che descrive questi risultati è stato pubblicato il 1 febbraio, edizione 2017 del Avvisi mensili della Royal Astronomical Society ed è disponibile online. Gli autori sono Salvatore Orlando dell'INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo in Italia, Jeremy Drake dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics di Cambridge, MA e Marco Miceli dell'Università di Palermo.