La navicella spaziale Kepler della NASA è stata progettata per trovare esopianeti cercando stelle che si attenuano quando un pianeta attraversa la faccia della stella. casualmente, lo stesso design lo rende ideale per individuare altri transitori astronomici, oggetti che si illuminano o si attenuano nel tempo. Una nuova ricerca sui dati d'archivio di Kepler ha scoperto un'insolita superesplosione da una nova nana precedentemente sconosciuta. Il sistema schiarito di un fattore 1, 600 in meno di un giorno prima di svanire lentamente.

Il sistema stellare in questione è costituito da una nana bianca con una nana bruna compagna di circa un decimo della massa della nana bianca. Una nana bianca è il nucleo residuo di una vecchia stella simile al Sole e contiene circa un valore di materiale solare in un globo delle dimensioni della Terra. Una nana bruna è un oggetto con una massa compresa tra 10 e 80 Giove che è troppo piccola per subire la fusione nucleare.

La nana bruna circonda la nana bianca ogni 83 minuti a una distanza di soli 250, 000 miglia (400, 000 km) – circa la distanza dalla Terra alla Luna. Sono così vicini che la forte gravità della nana bianca strappa materiale dalla nana bruna, succhiando via la sua essenza come un vampiro. Il materiale spogliato forma un disco mentre si muove a spirale verso la nana bianca (noto come disco di accrescimento).

È stato un puro caso che Keplero stesse guardando nella giusta direzione quando questo sistema ha subito un super scoppio, schiarendo di più di 1, 000 volte. Infatti, Keplero era l'unico strumento che avrebbe potuto testimoniarlo, poiché in quel momento il sistema era troppo vicino al Sole dal punto di vista della Terra. La rapida cadenza delle osservazioni di Keplero, prendere dati ogni 30 minuti, è stato fondamentale per cogliere ogni dettaglio dello sfogo.

L'evento è rimasto nascosto nell'archivio di Kepler fino a quando non è stato identificato da un team guidato da Ryan Ridden-Harper dello Space Telescope Science Institute (STScI), Baltimora, Maryland, e l'Università Nazionale Australiana, Canberra, Australia. "In un senso, abbiamo scoperto questo sistema per caso. Non stavamo cercando specificamente una super-esplosione. Stavamo cercando qualsiasi tipo di transitorio, " disse Ridden-Harper.

Keplero ha catturato l'intero evento, osservando un lento aumento della luminosità seguito da una rapida intensificazione. Mentre l'improvviso schiarimento è previsto dalle teorie, la causa della partenza lenta rimane un mistero. Le teorie standard della fisica del disco di accrescimento non prevedono questo fenomeno, che è stato successivamente osservato in altri due super-esplosioni di nova nane.

"Questi sistemi di nova nane sono stati studiati per decenni, quindi individuare qualcosa di nuovo è piuttosto complicato, ", ha detto Ridden-Harper. "Vediamo dischi di accrescimento dappertutto, dalle stelle di nuova formazione ai buchi neri supermassicci, quindi è importante capirli".

Le teorie suggeriscono che un super-esplosione viene attivata quando il disco di accrescimento raggiunge un punto critico. Man mano che accumula materiale, cresce di dimensioni fino a quando il bordo esterno sperimenta una risonanza gravitazionale con la nana bruna orbitante. Ciò potrebbe innescare un'instabilità termica, causando il surriscaldamento del disco. Infatti, le osservazioni mostrano che la temperatura del disco sale da circa 5, 000–10, 000° F (2, 700-5, 300° C) nel suo stato normale fino a un massimo di 17, 000-21, 000° F (9, 700-11, 700° C) al culmine della super-esplosione.

Questo tipo di sistema di nova nane è relativamente raro, con solo circa 100 noti. Un singolo sistema può passare anni o decenni tra esplosioni, rendendo una sfida per coglierne uno sul fatto.

"Il rilevamento di questo oggetto fa sperare nel rilevamento di eventi ancora più rari nascosti nei dati di Kepler, ", ha affermato il coautore Armin Rest di STScI.

Il team prevede di continuare a estrarre i dati di Kepler, così come i dati di un altro cacciatore di esopianeti, la missione Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), alla ricerca di altri transitori.

"Le continue osservazioni di Kepler/K2, e ora TESS, di questi sistemi stellari dinamici ci permette di studiare le prime ore dell'esplosione, un dominio del tempo che è quasi impossibile da raggiungere da osservatori a terra, ", ha affermato Peter Garnavich dell'Università di Notre Dame in Indiana.

Questo lavoro è stato pubblicato il 21 ottobre, numero 2019 del Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .