Den här illustrationen visar en föreslagen modell för en mystisk astronomisk händelse som kallas en Fast-Evolving Luminous Transient (FELT). I den vänstra panelen, en åldrande röd jättestjärna förlorar massa via en stjärnvind. Detta ballonger in i ett enormt gasformigt skal runt stjärnan. I mittpanelen, den massiva stjärnans kärna imploderar för att utlösa en supernovaexplosion. I den högra panelen, supernovachockvågen plöjer in i det yttre skalet, omvandlar den kinetiska energin från explosionen till en lysande ljusskur. Strålningsblixten varar i bara några dagar - en tiondel av varaktigheten av en typisk supernovaexplosion. Kredit:NASA, ESA, och A. Feild (STScI)
Universum är fullt av mystiska exploderande fenomen som slår ut i mörkret. En speciell typ av tillfällig händelse, kallas en snabbutvecklande ljustransient (FELT), har förvirrat astronomer i ett decennium på grund av dess mycket korta varaktighet.
Nu, NASA:s rymdteleskop Kepler – designat för att gå på jakt efter planeter i vår galax – har också använts för att fånga FELT på bar gärning och bestämma deras natur. De verkar vara en ny sorts supernova som får en kort turboökning i ljusstyrka från sin omgivning.
Keplers förmåga att exakt prova plötsliga förändringar i stjärnljus har gjort det möjligt för astronomer att snabbt komma fram till denna modell för att förklara FELT, och utesluta alternativa förklaringar.
Forskare drar slutsatsen att källan till blixten kommer från en stjärna efter att den kollapsade för att explodera som en supernova. Den stora skillnaden är att stjärnan är kokongerad inuti ett eller flera skal av gas och damm. När tsunamin av explosiv energi från explosionen slår in i granaten, det mesta av den kinetiska energin omvandlas omedelbart till ljus. Strålningsskuren varar bara i några dagar - en tiondel av varaktigheten av en typisk supernovaexplosion.
Under det senaste decenniet har flera FELTs upptäckts med tidsskalor och ljusstyrkor som inte lätt kan förklaras av traditionella supernovamodeller. Och, endast ett fåtal KÄNNER har setts i skyundersökningar eftersom de är så korta. Till skillnad från Kepler, som samlar in data på en del av himlen var 30:e minut, de flesta andra teleskop tittar med några dagars mellanrum. Därför glider de ofta igenom oupptäckta eller med bara en eller två mätningar, gör det svårt att förstå fysiken i dessa explosioner.
I avsaknad av mer data, det har funnits en mängd olika teorier för att förklara FELT:efterglöden av en gammastrålning, en supernova förstärkt av en magnetar (neutronstjärna med ett kraftfullt magnetfält), eller en misslyckad supernova av typ Ia.
Sedan kom Kepler med sina exakta, kontinuerliga mätningar som gjorde det möjligt för astronomer att registrera fler detaljer om FELT-händelsen. "Vi samlade en fantastisk ljuskurva, " sa Armin Rest av Space Telescope Science Institute i Baltimore, Maryland. "Vi kunde begränsa mekanismen och egenskaperna hos explosionen. Vi kunde utesluta alternativa teorier och komma fram till förklaringen av den täta skalmodellen. Detta är ett nytt sätt för massiva stjärnor att dö och distribuera material tillbaka till rymden.
"Med Kepler, vi kan nu verkligen koppla ihop modellerna med data, " fortsatte han. "Kepler gör bara stor skillnad här. När jag först såg Kepler-data, och insåg hur kort denna övergående är, min käke tappade. Jag sade, 'Åh wow!'"
"Det faktum att Kepler fullständigt fångade den snabba evolutionen begränsar verkligen de exotiska sätten på vilka stjärnor dör. Den stora mängden data gjorde det möjligt för oss att reda ut de fysiska egenskaperna hos fantomexplosionen, som hur mycket material stjärnan drev ut i slutet av sin livstid och explosionens hypersoniska hastighet. Detta är första gången som vi kan testa FELT-modeller med en hög grad av noggrannhet och verkligen koppla teori till observationer, " sa David Khatami från University of California i Berkeley.
Denna upptäckt är en oväntad spinoff av Keplers unika förmåga att ta prov på förändringar i stjärnljus kontinuerligt under flera månader. Denna förmåga behövs för att Kepler ska upptäcka extrasolära planeter som en kort stund passerar framför sina värdstjärnor, tillfälligt dämpa stjärnljuset med en liten procent.
Kepler-observationerna indikerar att stjärnan kastade ut skalet mindre än ett år innan det blev supernova. Detta ger insikt i stjärnornas dåligt förstådda dödsryckningar - FELTarna kommer tydligen från stjärnor som genomgår "nära-döden-upplevelser" precis innan de dör, rapar ut skal av materia i miniutbrott innan de exploderar helt.
Forskarlagets studie visas den 26 mars, 2018 online nummer av Natur astronomi .
Rest säger att nästa steg kommer att vara att hitta fler av dessa objekt i det pågående K2-uppdraget, eller i nästa uppdrag av det slaget, TESS. Detta kommer att göra det möjligt för astronomer att starta en uppföljningskampanj som spänner över olika våglängdsregimer, som begränsar naturen och fysiken hos denna nya typ av explosion.
