Ett typiskt år, det finns cirka 50 novaer, kärnvapenexplosioner på ytan av vita dvärgstjärnor, i vår galax. Vissa av dessa explosioner är så ljusa och kraftfulla, de överskrider skalan för vetenskaplig förklaring.

Använder två kraftfulla teleskop, astronomer vid Michigan State University har bevisat en teori som förklarar dessa superljusande novaer och andra astronomiska explosioner. Resultaten, publiceras i det aktuella numret av Natur astronomi , indikerar att kraftfulla stötvågor förstärker explosionerna bortom någon traditionell skala för kärnvapenexplosioner.

"Astronomer har länge trott att energin från novaer dominerades av den vita dvärgen, kontrollera hur mycket ljus och energi som sänds ut, sa Laura Chomiuk, MSU-astronom och studiemedförfattare. "Vad vi upptäckte, dock, var en helt annan energikälla – stötvågor som kan dominera hela explosionen."

När explosionen börjar, den skjuter ut en kylare, långsammare våg av gasformigt material, relativt sett. Bakom det, fastän, är en het, snabb våg som rusar precis bakom den. Kollisionen mellan de två utstötningarna producerar en stötvåg, vilket resulterar i en spektakulär explosion av värme och ljus.

"Ju större chocken, ju ljusare nova, " sade Chomiuk. "Vi tror att det är hastigheten på den andra vågen som påverkar explosionen."

Denna studie förklarar en teori som innehas av Brian Metzger, Columbia University astronom, som också är medförfattare till denna tidning.

Nu när teorin har bevisats, astronomer använder novaer för att bättre förstå andra superladdade explosioner, som de som markerar döden av massiva stjärnor i galaxer långt borta.

"Novae är små laboratorier i vår galaktiska bakgård som vi kan använda för att studera några av de mest lysande explosionerna i universum, ", sa Chomiuk. "När framtida novaer inträffar, vi kommer att kunna observera dem för att bättre förstå hur stötar tänds och bränsleexplosioner. Vi vill verkligen ta reda på hur vanliga och energiska chocker är."

Upptäckten präglas av forskarnas envisa uthållighet. När novaer inträffar, det finns en god chans att de observeras av Ohio State Universitys All Sky Automated Survey for SuperNovae. ASAS-SN är en serie robotteleskop på norra och södra halvklotet. Faktiskt, ASAS-SN upptäckte just denna nova som presenterades i denna studie – ASASSN-16ma.

När ASASSN-16ma upptäcktes i oktober 2016, Kwan-Lok ​​Li, MSU astronom och huvudförfattare, och Chomiuk, begärde ett andra teleskop – NASA:s Fermi Gamma-ray Space Telescope – även observera explosionen och mäta gammastrålningen som nova släppte. Gammastrålar är ett direkt spår av stötvågor.

Lämnar ingen sten ovänd, Chomiuk varnade också American Association of Variable Star Observers. Detta internationella band av professionella och amatörastronomer gick med och tillhandahöll mycket av de optiska data som bevisade denna upptäckt.

De observationer som samlats in från dessa källor gav data som saknade motstycke. De otvetydiga resultaten, när det uttrycks genom en graf, visa en pulserande energilinje – som liknar ett galaktiskt hjärtslag, av olika slag – med det optiska ljuset och gammastrålarna som speglar varandra och bevisar teorin. Gammastrålarna och det optiska ljuset kommer från samma källa – vilket visar att stötar dominerar novans ljusstyrka.

"Novas ljusstyrka och hur stark vår data var förvånade mig verkligen, ", sa Li. "Andra novaer kan ta dagar eller veckor för oss att samla in tillräckligt med data. Den här, fastän, var synlig efter bara en dag, och vi visste att det var bra."