En studie ledd av Texas Tech University visar att supermjuka röntgenutsläpp kan komma från såväl accretion som kärnfusion.

I årtionden, astronomer och astrofysiker har använt en specifik typ av supernova för att mäta universums expansion. Men en ny upptäckt ledd av Texas Tech University kan vända den uppfattningen på huvudet.

Supersoft röntgenstrålning – en mycket stark nivå av de svagaste röntgenstrålarna – har länge ansetts vara ett resultat av kärnfusion på ytan av en vit dvärg, en liten, mycket tät stjärna. Men en ny upptäckt av supermjuka utsläpp som uppenbarligen inte drivs av fusion visar forskarna att fusion inte är det enda sättet sådana utsläpp uppstår, enligt en studie publicerad idag (3 december) i tidskriften Natur astronomi .

Händelsen, ASASSN16-åh, märktes först som en övergående i det lilla magellanska molnet av All-Sky Automated Survey. Ytterligare observationer från NASA:s Swift Observatory och Chandra X-ray Observatory hjälpte till att verifiera fyndet.

"Förr, de supermjuka källorna har alla associerats med kärnfusion på ytan av vita dvärgar, " sa huvudförfattaren Tom Maccarone, en professor vid Texas Tech Department of Physics &Astronomy. "Som en vit dvärg fångar material från en sällskapsstjärna, materialet hopar sig på ytan och blir varmt, och, så småningom sker kärnfusion, ungefär som i en vätebomb.

"Men detta utsläpp kommer från ett område som är mindre än ytan på den vita dvärgen, och vi har starka argument mot att någon form av explosion har ägt rum på den vita dvärgen. Specifikt, det finns inga breda emissionslinjer i röntgen- eller optiska spektra, så det kan inte ha genererats någon form av stark vind. I vissa fall, kärnfusion kan vara stabil på ytan av en vit dvärg, men det kan inte börja omedelbart som stadig fusion. Det måste vara en explosion av något slag när fusionen börjar."

Källan till dessa utsläpp, sedan, tros vara ackretion – processen att ackumulera materia – inte fusion. Forskarna tror att systemet består av en högt utvecklad röd jättestjärna och en vit dvärg med en extremt stor emissionsskiva runt sig. Hastigheten för inflöde av materia genom skivan är instabil, och när materialet börjar flöda snabbare, systemets ljusstyrka skjuter uppåt.

"Vad vi ser här är en övergående episod av supermjuk emission, men utan några av de tecken som vi associerar med kärnfusion, " sa Maccarone. "Om en nova ägde rum, vi skulle förvänta oss att se material flyta bort från den vita dvärgen. Här gör vi inte det. Istället, det vi ser är hetemission från skivan som transporterar materialet från den medföljande stjärnan till den vita dvärgen. Överföringen av massa sker i en högre takt än i något system vi har fångat tidigare."

Så vad denna upptäckt visar är att det finns två sätt på vilka supermjuka utsläpp kan göras:kärnfusion och accretion.

"Jag är exalterad över detta resultat, " sa Maccarone. "Det var ett helt nytt fenomen, och varje gång man hittar en av dessa, det är spännande."

Så spännande som detta fynd är i sig, kanske den viktigaste delen är att det kan förändra hur astrofysiker mäter universums expansion. Dessa föremål ansågs vara ett av de viktigaste sätten på vilka vita dvärgar växer i massa och så småningom exploderar som supernovor av typ Ia.

"Dessa system är också sättet vi mäter universums expansion, " sa Maccarone. "För att mäta den expansionen mer exakt än vi gör nu, vi måste förstå ursprunget till Typ Ia-supernovorna. Detta fynd – att det finns ett nytt sätt att göra supermjuka källor – kommer att få oss att ompröva vårt tillvägagångssätt för att matcha populationerna av dessa objekt med hastigheten för supernovorna."