En stjärna på cirka åtta procent av solens massa har fångats avge ett enormt "superbloss" av röntgenstrålar - ett dramatiskt högenergiutbrott som utgör ett grundläggande problem för astronomer, som inte trodde det var möjligt på så små stjärnor.

Den skyldige, känd under sitt katalognummer J0331-27, är en slags stjärna som kallas en L-dvärg. Det här är en stjärna med så liten massa att den bara ligger precis ovanför gränsen för att faktiskt vara en stjärna. Om den hade mindre massa, den skulle inte ha de inre förutsättningar som krävs för att generera sin egen energi.

Astronomer såg det enorma röntgenljuset i data som registrerades den 5 juli 2008 av European Photon Imaging Camera (EPIC) ombord på ESA:s XMM-Newton röntgenobservatorium. På några minuter, den lilla stjärnan släppte ut mer än tio gånger mer energi av till och med de mest intensiva flammor som solen lidit.

Flares frigörs när magnetfältet i en stjärnas atmosfär blir instabilt och kollapsar till en enklare konfiguration. I processen, den frigör en stor del av energin som har lagrats i den.

Denna explosiva frigöring av energi skapar en plötslig ljusning – blossen – och det är här de nya observationerna presenterar sitt största pussel.

"Detta är den mest intressanta vetenskapliga delen av upptäckten, eftersom vi inte förväntade oss att L-dvärgstjärnor skulle lagra tillräckligt med energi i sina magnetfält för att ge upphov till sådana utbrott, säger Beate Stelzer, Institut für Astronomie und Astrophysik Tübingen, Tyskland, och INAF—Osservatorio Astronomico di Palermo, Italien, som ingick i studiegruppen.

Energi kan bara placeras i en stjärnas magnetfält av laddade partiklar, som också kallas joniserat material och skapas i högtemperaturmiljöer. Som en L-dvärg, dock, J0331-27 har en låg yttemperatur för en stjärna - bara 2100K jämfört med de ungefär 6000K på solen. Astronomer trodde inte att en så låg temperatur skulle kunna generera tillräckligt med laddade partiklar för att mata in så mycket energi i magnetfältet. Så gåtan är:hur en superbloss är ens möjlig på en sådan stjärna.

"Det är en bra fråga, säger Beate. Vi vet bara inte - ingen vet det.

Superblossen upptäcktes i XMM-Newtons dataarkiv som en del av ett stort forskningsprojekt ledd av Andrea De Luca från INAF—Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica i Milano, Italien. Projektet studerade den tidsmässiga variationen hos cirka 400 000 källor som upptäckts av XMM-Newton under 13 år

Andrea och medarbetare letade särskilt efter märkliga fenomen och i J0331-27 fick de verkligen det. Ett antal liknande stjärnor hade setts sända ut superbloss i den optiska delen av spektrumet, men detta är den första entydiga upptäckten av ett sådant utbrott vid röntgenvåglängder.

Våglängden är signifikant eftersom den signalerar från vilken del av atmosfären superblossen kommer:optiskt ljus kommer från djupare in i stjärnans atmosfär, nära dess synliga yta, medan röntgenstrålar kommer från högre upp i atmosfären.

Förstå likheterna och skillnaderna mellan denna nya – och hittills unika – superbloss på L-dvärgen och tidigare observerade bloss, upptäckt på alla våglängder på stjärnor med högre massa är nu en prioritet för laget. Men för att göra det, de måste hitta fler exempel.

"Det finns fortfarande mycket att upptäcka i XMM-Newton-arkivet, " säger Andrea. "På sätt och vis, Jag tror att detta bara är toppen av isberget."

En ledtråd de har är att det bara finns en flare från J0331-27 i data, trots att XMM-Newton har observerat stjärnan i totalt 3,5 miljoner sekunder – cirka 40 dagar. Detta är märkligt eftersom andra flammande stjärnor också tenderar att drabbas av många mindre flammor.

"Datan verkar antyda att det tar en L-dvärg längre tid att bygga upp energin, och så kommer det en plötslig stor release, säger Beate.

Stjärnor som blossar oftare frigör mindre energi varje gång, medan denna L-dvärg verkar släppa energi väldigt sällan men då i en riktigt stor händelse. Varför så kan vara fallet är fortfarande en öppen fråga som behöver utredas ytterligare.

"Upptäckten av denna L dvärg superflare är ett utmärkt exempel på forskning baserad på XMM-Newton-arkivet, demonstrerar uppdragets enorma vetenskapliga potential, säger Norbert Schartel, XMM-Newton-projektforskare för ESA. "Jag ser fram emot nästa överraskning."