NASA:s rymdfarkost Kepler designades för att hitta exoplaneter genom att leta efter stjärnor som dämpas när en planet korsar stjärnans ansikte. Lyckligtvis, samma design gör den idealisk för att upptäcka andra astronomiska transienter – objekt som ljusnar eller dämpas med tiden. En ny sökning av Kepler-arkivdata har avslöjat ett ovanligt superutbrott från en tidigare okänd dvärgnova. Systemet ljusnade upp med en faktor 1, 600 över mindre än ett dygn innan det sakta bleknar bort.

Stjärnsystemet i fråga består av en vit dvärgstjärna med en brun dvärgföljeslagare ungefär en tiondel så massiv som den vita dvärgen. En vit dvärg är den överblivna kärnan av en åldrande solliknande stjärna och innehåller ungefär en sols värde av material i en jordklot lika stor som jorden. En brun dvärg är ett föremål med en massa mellan 10 och 80 Jupiters som är för litet för att genomgå kärnfusion.

Den bruna dvärgen kretsar runt den vita dvärgstjärnan var 83:e minut på ett avstånd av endast 250, 000 miles (400, 000 km) – ungefär avståndet från jorden till månen. De är så nära att den vita dvärgens starka gravitation tar bort material från den bruna dvärgen, suger bort dess väsen som en vampyr. Det avskalade materialet bildar en skiva när det går i spiral mot den vita dvärgen (känd som en ackretionsskiva).

Det var en ren chans att Kepler tittade i rätt riktning när detta system genomgick ett superutbrott, ljusare med mer än 1, 000 gånger. Faktiskt, Kepler var det enda instrument som kunde ha sett det, eftersom systemet var för nära solen från jordens synvinkel vid den tiden. Keplers snabba kadens av observationer, tar data var 30:e minut, var avgörande för att fånga varje detalj i utbrottet.

Händelsen förblev gömd i Keplers arkiv tills den identifierades av ett team ledd av Ryan Ridden-Harper från Space Telescope Science Institute (STScI), Baltimore, Maryland, och Australian National University, Canberra, Australien. "På sätt och vis, vi upptäckte detta system av misstag. Vi letade inte specifikt efter ett superutbrott. Vi letade efter någon form av övergående, sa Ridden-Harper.

Kepler fångade hela händelsen, observerar en långsam ökning av ljusstyrkan följt av en snabb intensifiering. Medan den plötsliga ljusningen förutsägs av teorier, orsaken till den långsamma starten förblir ett mysterium. Standardteorier om ackretionskivfysik förutsäger inte detta fenomen, som senare har observerats i två andra dvärgnovasuperutbrott.

"Dessa dvärgnovasystem har studerats i decennier, så att upptäcka något nytt är ganska knepigt, " sa Ridden-Harper. "Vi ser ackretionsskivor överallt - från nybildade stjärnor till supermassiva svarta hål - så det är viktigt att förstå dem."

Teorier tyder på att ett superutbrott utlöses när ackretionsskivan når en tipppunkt. När det ackumuleras material, den växer i storlek tills den yttre kanten upplever gravitationsresonans med den kretsande bruna dvärgen. Detta kan utlösa en termisk instabilitet, vilket gör att skivan blir överhettad. Verkligen, observationer visar att skivans temperatur stiger från ca 5, 000–10, 000° F (2, 700–5, 300°C) i sitt normala tillstånd till högst 17, 000–21, 000° F (9, 700–11, 700°C) vid toppen av superutbrottet.

Denna typ av dvärgnovasystem är relativt sällsynt, med endast cirka 100 kända. Ett individuellt system kan gå i år eller årtionden mellan utbrott, gör det till en utmaning att fånga en på bar gärning.

"Detekteringen av detta objekt väcker förhoppningar om att upptäcka ännu fler sällsynta händelser dolda i Kepler-data, " sa medförfattaren Armin Rest of STScI.

Teamet planerar att fortsätta bryta Kepler-data, samt data från en annan exoplanetjägare, uppdraget Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), på jakt efter andra transienter.

"De kontinuerliga observationerna av Kepler/K2, och nu TESS, av dessa dynamiska stjärnsystem tillåter oss att studera de tidigaste timmarna av utbrottet, en tidsdomän som är nästan omöjlig att nå från markbaserade observatorier, " sa Peter Garnavich från University of Notre Dame i Indiana.

Detta arbete publicerades den 21 oktober, 2019 års nummer av Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society .