En nova, eller stella nova, det latinska ordet för "ny stjärna, " är en explosion på ytan av en stjärna som kan producera tillräckligt med energi för att öka stjärnans ljusstyrka miljontals gånger. Ibland kan en nova, som förekommer i stjärnor som kallas vita dvärgar, är så ljus att det ser ut som en ny stjärna för blotta ögat.

Explosionen inträffar när en vit dvärgstjärna tar bort material från sin medföljande stjärna som staplas upp på dvärgens yta, så småningom utlöser en termonukleär explosion. Medan astronomer i många år har trott att kärnbränning av material på ytan av den vita dvärgen direkt drev allt ljus från explosionen, mer nyligen började astronomer diskutera att "chocker" från explosionen kan driva det mesta av ljusstyrkan.

Nu, ett internationellt team av astronomer från 40 institut i 17 länder ledda av Michigan State Universitys Elias Aydi, har funnit att det verkligen är stötar som orsakar det mesta av novaens ljusstyrka.

Forskningen är detaljerad i en artikel publicerad i tidskriften Natur astronomi betitlad, "Direkta bevis för stötdriven optisk emission i en nova."

"Detta är ett nytt sätt att förstå ursprunget till ljusstyrkan hos novaer och andra stjärnexplosioner, sa Aydi, en forskarassistent vid MSU:s institution för fysik och astronomi. "Våra fynd presenterar det första direkta observationsbeviset, från aldrig tidigare skådade rymdobservationer, att chocker spelar en viktig roll för att driva dessa händelser."

Så, vad är stötar och hur uppstår de? Föreställ dig ett överljudsflygplan. När strålen överskrider ljudets hastighet, den producerar en stöt som leder till en hög ljudbom. I en novaexplosion, stötarna producerar ljus snarare än ljud.

När material blåser ut från den vita dvärgen, sa Aydi, den skjuts ut i flera faser och med olika hastigheter. Dessa utstötningar kolliderar med varandra och skapar stötar, som värmer det utstötade materialet och producerar mycket av ljuset.

En annan bieffekt av astronomiska chocker är gammastrålar, den mest energirika typen av elektromagnetisk strålning. Astronomerna upptäckte ljusa gammastrålar från stjärnan, känd som nova V906 Carinae, vars explosion i stjärnbilden Carina upptäcktes första gången i mars 2018.

Med hjälp av NASA:s Fermi Gamma-ray rymdteleskop, de visade att V906 Car hade den ljusaste gammastrålningen som någonsin observerats för en nova, bevisar att den är värd för energiska stötar.

Men den verkliga överraskningen kom eftersom en optisk satellit – en av de sex nanosatelliter som utgör en samling satelliter som drivs av ett internationellt konsortium som kallas BRight Target Explorer Constellation of cube-sats – råkade bara titta på den del av himlen där nova inträffade. Jämför gammastrålningsdata och optiska data, astronomerna noterade att varje gång det fanns en fluktuation i gammastrålar, ljuset från novan fluktuerade också.

"Vi observerade samtidiga fluktuationer i både den visuella ljusstyrkan och gammastrålningen, vilket betyder att båda utsläppen härrör från stötar, sa Kirill Sokolovsky, en forskarassistent vid MSU och en medförfattare på uppsatsen. "Detta ledde oss till slutsatsen att chocker verkligen är ansvariga för det mesta av ljusstyrkan i händelsen."

"Vi hade turen att medlemmar i vårt team observerade den delen av himlen med dessa speciella satelliter och kunde samla in denna oöverträffade uppsättning data, sa Aydi.

Teamet uppskattar att V906 Car är cirka 13, 000 ljusår från jorden. Det betyder att när novaen först upptäcktes 2018, det hade faktiskt hänt 13, 000 år sedan.

Denna nya information kan också hjälpa till att förklara hur stora mängder ljus genereras i andra stjärnhändelser, inklusive supernovor och stjärnsammanslagningar, i när två stjärnor kolliderar med varandra. Andra MSU-forskare som är involverade i projektet är Laura Chomiuk, Jay Strader och Adam Kawash, hela institutionen för fysik och astronomi.