En lysande ny stjärna dök upp på himlen i juni, 1670. Den sågs av kartusermunken Père Dom Anthelme i Dijon, Frankrike, och astronomen Johannes Hevelius i Gdansk, Polen. Under de närmaste månaderna, det bleknade långsamt till osynlighet. Men i mars 1671, den dök upp igen – nu ännu mer lysande och bland de 100 ljusaste stjärnorna på himlen. Återigen försvann det, och i slutet av sommaren var den borta. Sedan 1672, det gjorde ett tredje utseende, nu bara knappt synlig för blotta ögat. Efter några månader var den borta igen och har inte setts sedan dess.

Detta har alltid verkat vara en udda händelse. I århundraden, astronomer betraktade den som den äldsta kända novaen - en typ av stjärnexplosion. Men denna förklaring blev ohållbar på 1900-talet. En nova är en ganska vanlig händelse, när väte antänds i en annars utdöd stjärna och orsakar en termonukleär flyktreaktion. Stjärnor kan också explodera som supernovor, efter en implosion av deras kärna. Dock, vi vet nu att ingendera skulle ge den sortens upprepade framträdande som vi sett i denna händelse.

Så vad var det? Vår nya forskning, publiceras i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society , ger en helt ny förklaring.

1982, den amerikanske astronomen Mike Shara hittade en nebulosa – ett interstellärt moln av damm, väte, helium och andra gaser – vid den saknade stjärnans position, som sedan dess fått namnet CK Vul däremellan. Detta bevisade att något verkligen hade hänt här. Astronomer noterade senare att nebulosan expanderade, och att expansionen hade startat för cirka 300 år sedan. Men stjärnan själv kunde inte ses.

Saker och ting blev ännu konstigare när astronomen Tomasz Kamiński upptäckte att nebulosan innehöll en högst ovanlig blandning av element, är mycket rikligt förekommande i två isotoper (grundämnen med olika antal neutroner i kärnan jämfört med den "normala" atomen):en typ av kväve (15N) och radioaktivt aluminium (26Al). Dessa kräver mycket höga temperaturer för att bildas. Vad som än hände, detta hade varit ett högenergievenemang.

Nya observationer

Vi observerade platsen för stjärnan med ALMA-observatoriet i Chile. Det här spektakulära teleskopet använder 64 separata skålar, och observerar i mikrovågsområdet av ljus. Den är särskilt bra på att upptäcka strålning från molekyler i rymden. Det vi hittade är att skräpet från händelsen är synligt som två ringar av damm, som liknar ett timglas. Detta timglas är inbäddat i ett större timglas sett i tidigare observationer, och själv innehåller andra strukturer – kapslade som en rysk docka.

Sådana timglaslober indikerar närvaron av jetstrålar som kommer från centrum, som blåser ut de motsatta bubblorna. Men timglasen är i lite olika vinklar. Detta tyder på att den ursprungliga strukturen snurrade, och detta kräver en utdragen process. Vad som än hände, det var inte bara en enda explosion. Utkastningen måste ha tagit lite tid.

Men om det inte var en explosion, vad hände? Alternativet till en stjärnexplosion är en kollision mellan två stjärnor. Detta är sällsynta händelser som har fått stor uppmärksamhet de senaste åren. 2008, en kollision fångades nära mitten av vår galax. De kolliderande stjärnorna cirklade nära varandra, innan de slutligen slås samman.

Under evenemanget, stjärnorna blev 100 gånger ljusare än tidigare, och under de följande två åren bleknade de igen. En liknande händelse kan ha inträffat år 2000, när en stjärna som heter V838 Mon plötsligt ljusnade och sedan sakta bleknade.

CK Vul kan vara resultatet av en sammanslagning mellan två normala stjärnor. Men det här verkade inte passa. Lyckligtvis, fastän, det finns en komplett djurpark med möjliga kollisioner, eftersom stjärnor finns i många typer. Vi har nu räknat ut att två stjärnor från den motsatta sidan av stjärnspektrumet kunde ha producerat mönstret som ses på himlen.

Huvudskådespelaren skulle ha varit en vit dvärg, en tät rest kvar efter att en stjärna som solen når slutet av sitt liv. Birollen skulle ha varit en brun dvärg, ett objekt i skymningszonen mellan stjärnor och planeter:för lätt för att producera den vätefusion som normalt sker i centrum av en stjärnor, men för tung för att vara en planet. De är 10 till 80 gånger tyngre än Jupiter. Bruna dvärgar är förmodligen ganska vanliga, men de är svåra att hitta eftersom de är så svaga.

En kollision mellan en vit dvärg och en brun dvärg skulle vara spektakulär. Den bruna dvärgen skulle strimlas av den mycket tyngre och tätare vita dvärgen. En del av den strimlade dvärgen skulle regna ner på den vita dvärgen och ge bränsle för en termonukleär reaktion. Resten av den bruna dvärgen skulle sopas upp i skräpet från utbrottet.

Till skillnad från en vanlig stjärna, vita dvärgar kan vara extremt svaga, och efter sammanslagningen och den termonukleära explosionen, skulle så småningom ha återgått till denna ljusstyrka. De återstående dammskalen kan också ha bidragit, gör den ogenomskinlig för synligt ljus. En sammanslagning av normala stjärnor skulle ha lämnat en stjärna med normal ljusstyrka, och även om det var mörkt kunde det fortfarande ha setts i infrarött.

Är det detta som faktiskt hände? Vi har gjort en rimlig modell men ytterligare tester skulle krävas för att få fram avgörande bevis. Till exempel, skulle denna kollision ge de rätta förutsättningarna för att bilda radioaktivt aluminium? Kommande observationer kan titta på detaljerna i den innersta delen av timglasstrukturen för att ta reda på det.

Vår upptäckt representerar den första upptäckten någonsin av en kollision mellan en vit och en brun dvärg. När det har bekräftats, vi kan använda den för att leta efter andra liknande händelser. Astronomi är ett äventyr:en vacker blandning av fysik och upptäckter. Vi lär oss fortfarande.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.