För nästan 35 år sedan, forskare lade fram det då radikala förslaget att kolossala vätebomber kallade novaer går igenom en mycket långvarig livscykel efter att ha brutit ut, blekna till dunkel i hundratusentals år och sedan byggas upp igen för att bli fullfjädrade novaer igen. En ny studie är den första att helt modellera arbetet och införliva alla de återkopplingsfaktorer som nu är kända för att styra dessa system, säkerhetskopiera den ursprungliga förutsägelsen samtidigt som nya detaljer framkommer. Publicerad denna vecka i tidningen Natur astronomi , studien bekräftar att novaerna vi observerar blinka i hela universum representerar bara några få procent av dessa kataklysmiska variabler, som de är kända, med resten "gömmer sig" i viloläge.

"Vi har nu kvantifierat förslaget från decennier sedan att de flesta av dessa system ligger djupt i viloläge, väntar på att vakna, och vi har ännu inte identifierat dem, sa Michael Shara, en curator vid institutionen för astrofysik vid American Museum of Natural History som var huvudförfattare till den ursprungliga studien och är en av medförfattarna till det nya verket. "De novaer vi observerar är bara toppen av isberget. Vi har haft fel när vi tror att de novaliknande binärerna och dvärgnovaerna som gör novaer representerar allting där ute. Systemen som gör novaer är mycket vanligare än vi har trott. "

Katalysmiska binära system uppstår när en stjärna som vår sol – en gul dvärg – kannibaliseras av en vit dvärg, en död stjärna. Den vita dvärgen bygger upp ett kritiskt lager av väte som den stjäl från den gula dvärgen, och att väte exploderar som en gigantisk bomb. Denna explosion producerar en ljusskur som gör den vita dvärgstjärnan upp till 1 miljon gånger ljusare än solen under en tidsperiod som kan vara från några dagar till några månader.

Sharas ursprungliga verk föreslog att, efter ett utbrott, en nova blir "novaliknande, " sedan en dvärgnova, och då, efter en viloläge som en så kallad fristående binär, det kommer tillbaka till att vara en dvärgnova, nova-liknande, och sedan en nova, upprepa cykeln om och om igen, upp till 100, 000 gånger under miljarder år. "På samma sätt som ett ägg, en larv, en puppa, och en fjäril är alla livsstadier av samma organism, dessa binärer är alla samma objekt som ses i olika faser av deras liv, sa Shara.

För den nya studien, Shara och hans kollegor vid Ariel University och Tel-Aviv University i Israel byggde en uppsättning simuleringar för att följa tusentals novautbrott och deras effekter på deras röda dvärgkamrater. Målet är att visa, kvantitativt, att utvecklingen av kataklysmiska binära system är cyklisk och drivs av återkoppling mellan de två stjärnorna.

"Det fanns helt enkelt inte datorkraften för att göra detta för 30 år sedan, eller för 20 år sedan, eller till och med för 10 år sedan, sa Shara.

De fann att kataklysmiska binärer inte bara alternerar genom vart och ett av de fyra tillstånden - nova, nova-liknande, dvärg nova, och fristående binär - hela deras liv. Nyfödda binärer, under de första procenten av ett systems liv, växlar endast mellan nova och novaliknande tillstånd. Sedan, under de kommande 10 procenten av sin livstid, binärerna alternerar genom tre tillstånd:nova, nova-liknande, och dvärgnova. Under de återstående 90 procenten av deras livstid, de cyklar kontinuerligt genom alla fyra tillstånden.

Ytterligare, studien visade att nästan alla novaer vi observerar idag inträffar nära början av ett binärt systems liv till skillnad från slutet - med en hastighet av ungefär en gång var tionde, 000 år snarare än en gång med några miljoner år.

"Statistiskt sett, det betyder att de system vi observerar – de som dyker upp hela tiden – är de nyfödda, ", sa Shara. "Och det är bara cirka 5 procent av de totala binärfilerna där ute. De allra flesta är i fristående tillstånd, och vi har ignorerat dem för att de är så svaga och vanliga. Vi vet att de finns där. Nu måste vi bara arbeta hårt för att hitta dem och koppla dem till novaer."