Forskare från Keele University och ett internationellt team av astronomer har för första gången rapporterat att en vit dvärg och en brun dvärg kolliderade i en 'glans av härlighet' som bevittnades på jorden 1670.

Använda Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile, astronomerna hittade bevis på att en vit dvärg (resterna av en solliknande stjärna i slutet av sitt liv) och en brun dvärg (en misslyckad stjärna utan tillräcklig massa för att upprätthålla termonukleär fusion) kolliderade i en kortvarig glans av härlighet som bevittnades på jorden 1670 som Nova Cygni - "en ny stjärna under svanens huvud". Den framträdde plötsligt som en stjärna som var lika ljus som de i plogen, som gradvis bleknade, dök upp igen, och slutligen försvann ur sikte.

Moderna astronomer som studerade resterna av denna kosmiska händelse trodde inledningsvis att den utlöstes av sammanslagningen av två huvudsekvensstjärnor på samma evolutionära väg som vår sol. Denna nova kallades länge "Nova Vulpeculae 1670, "och blev senare känd som CK Vulpeculae. Men vi vet nu att CK Vulpeculae inte var vad vi idag skulle beskriva som en nova, men var, faktiskt, sammanslagningen av två stjärnor - en vit dvärg och en brun dvärg.

Genom att studera skräpet från denna explosion, som idag framstår som dubbla ringar av damm och gas som liknar ett timglas med ett kompakt centralt föremål, forskargruppen drog slutsatsen att en brun dvärg gick ihop med en vit dvärg. Professor Nye Evans, Professor i astrofysik vid Keele University och medförfattare på in Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society , förklarar, "CK Vulpeculae har tidigare betraktats som den äldsta" gamla nova ". Dock, observationerna av CK Vulpeculae som jag har gjort genom åren med hjälp av teleskop på marken och i rymden övertygade mig om att detta inte var en nova. Alla visste vad det inte var - men ingen visste vad det var. Men en fantastisk sammanslagning av något slag verkade vara det bästa alternativet. Med våra ALMA -observationer av det utsökta dammiga timglaset och den snedställda skivan, plus förekomsten av överflöd av litium och säregna isotoper, pusslet passade ihop:År 1670, en brun dvärgstjärna strimlades och dumpades på ytan av en vit dvärgstjärna, som ledde till utbrottet 1670 och timglaset vi ser idag. "

Teamet av europeiska, Amerikanska och sydafrikanska astronomer använde Atacama Large Millimeter/submillimeter Array för att undersöka resterna av fusionen och rapporterade några intressanta fynd. Genom att studera ljuset från ytterligare två avlägsna stjärnor när de lyser genom de dammiga resterna av sammanslagningen, forskarna kunde upptäcka den signalerande signaturen av elementet litium, som lätt förstörs i stjärninteriörer.

Dr Stewart Eyres, ställföreträdande dekanus vid datafakulteten, Engineering and Science vid University of South Wales och huvudförfattare på pappret, säger, "Materialet i timglaset innehåller elementet litium, normalt förstörs lätt i stjärninteriörer. Förekomsten av litium, tillsammans med ovanliga isotopförhållanden för elementen C, N, O, indikerar att en astronomiskt liten mängd material, i form av en brun dvärgstjärna, kraschade på ytan av en vit dvärg 1670, som leder till termonukleär bränning, ett utbrott som ledde till ljusningen som den karthusiska munken Anthelme och astronomen Hevelius såg, och i timglaset ser vi idag. "

Professor Albert Zijlstra, från University of Manchester School of Physics &Astronomy, medförfattare till studien, säger, "Stjärnkollisioner är de mest våldsamma händelserna i universum. Mest uppmärksamhet ägnas åt kollisioner mellan neutronstjärnor, eller mellan två vita dvärgar-som kan producera en supernova-och stjärnplanet-kollisioner. Men det är väldigt sällan man faktiskt ser en kollision, och där vi tror att en inträffade, det är svårt att veta vilken typ av stjärnor som krockade. Kollisionen här är en ny, inte tidigare övervägt eller någonsin sett förut. Det här är en oerhört spännande upptäckt. "

Professor Sumner Starrfield, Regents professor i astrofysik vid Arizona State University säger, "Den vita dvärgen skulle ha varit cirka 10 gånger mer massiv än den bruna dvärgen, så när den bruna dvärgen spiralerade in i den vita dvärgen skulle den ha rivits sönder av de intensiva tidvattenkrafter som den vita dvärgen utövar. När dessa två föremål kolliderade, de spillde ut en cocktail av molekyler och ovanliga elementisotoper. Dessa organiska molekyler, som vi kunde upptäcka med ALMA, expanderat mätbart till den omgivande miljön, som ger övertygande bevis på det verkliga ursprunget till denna sprängning. Detta är första gången en sådan händelse har identifierats definitivt. Intressant nog, timglaset är också rikt på organiska molekyler som formaldehyd (H ₂ CO), metanol (CH ₃ OH) och metanamid (NH ₂ CHO). Dessa molekyler skulle inte överleva i en miljö som genomgår kärnfusion och måste ha producerats i skräpet från explosionen. Detta ger ytterligare stöd för slutsatsen att en brun dvärg mötte sin död i en stjärna-mot-stjärna-kollision med en vit dvärg. "

Eftersom de flesta stjärnsystem i Vintergatan är binära, stjärnkollisioner är inte så sällsynta, noterar astronomerna. Professor Starrfield säger, "Sådana kollisioner är förmodligen inte sällsynta, och detta material kommer så småningom att bli en del av ett nytt planetsystem, vilket innebär att de redan kan innehålla byggstenarna för organiska molekyler när de bildas. "