Ett internationellt team av astronomer som använder Gemini Norths GNIRS-instrument har upptäckt att CK Vulpeculae, sågs först som en lysande ny stjärna 1670, är ungefär fem gånger längre bort än man tidigare trott. Detta gör 1670-explosionen av CK Vulpeculae mycket mer energisk än tidigare uppskattat och placerar den i en mystisk klass av föremål som är för ljusa för att vara medlemmar i den välkända typen av explosioner som kallas novaer, men för svag för att vara supernovor.

350 år sedan, den franska munken Anthelme Voituret såg en lysande ny stjärna blossa in i livet i stjärnbilden Vulpecula. Under de följande månaderna, stjärnan blev nästan lika ljus som Polaris (polstjärnan) och övervakades av några av dagens ledande astronomer innan den försvann från synen efter ett år. Den nya stjärnan fick så småningom namnet CK Vulpeculae och ansågs länge vara det första dokumenterade exemplet på en nova – en flyktig astronomisk händelse som uppstår från en explosion i ett nära binärt stjärnsystem där en medlem är en vit dvärg, resterna av en solliknande stjärna. Dock, en rad nya resultat har ställt den långvariga klassificeringen av CK Vulpeculae som en nova i tvivel.

2015, ett team av astronomer föreslog att CK Vulpeculaes framträdande 1670 var resultatet av två normala stjärnor som genomgick en katastrofal kollision. Drygt tre år senare, samma astronomer föreslog vidare att en av stjärnorna i själva verket var en uppsvälld röd jättestjärna, efter deras upptäckt av en radioaktiv isotop av aluminium i den omedelbara omgivningen av platsen för 1670-explosionen. komplicerar bilden ytterligare, en separat grupp astronomer föreslog en annan tolkning. I deras tidning, publicerades även 2018, de föreslog att den plötsliga ljusningen 1670 var resultatet av sammansmältningen mellan en brun dvärg – en misslyckad stjärna för liten för att lysa via termonukleär fusion som driver solen – och en vit dvärg.

Nu, lägga till det pågående mysteriet kring CK Vulpeculae, nya observationer från det internationella Gemini Observatory, ett program från NSF:s NOIRLab, avslöjar att detta gåtfulla astronomiska objekt är mycket längre bort och har kastat ut gas i mycket högre hastigheter än tidigare rapporterat.

Det här laget, ledd av Dipankar Banerjee från Physical Research Laboratory Ahmedabad, Indien, Tom Geballe från Gemini Observatory, och Nye Evans från Keele University i Storbritannien, planerade ursprungligen att använda instrumentet Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS) på Gemini North på Hawaiis Maunakea för att bekräfta upptäckten 2018 av radioaktivt aluminium i hjärtat av CK Vulpeculae. Efter att ha insett att det skulle vara mycket svårare att upptäcka detta i infraröd än de ursprungligen trodde, astronomerna improviserade och erhöll infraröda observationer över hela omfattningen av CK Vulpeculae, inklusive nebulositetens två visor vid dess yttersta kanter.

"Nyckeln till vår upptäckt var GNIRS-mätningarna som erhölls vid nebulosans yttre kanter, " utarbetade Geballe. "Signaturen för rödförskjutna och blåskiftade järnatomer som detekteras där visar att nebulosan expanderar mycket snabbare än tidigare observationer har antytt."

Som huvudförfattaren och astronomen Banerjee förklarar ytterligare, "Vi misstänkte inte att det var detta vi skulle hitta. Det var spännande när vi hittade lite gas som färdades i den oväntat höga hastigheten på cirka 7 miljoner km/tim. Detta antydde en annan historia om CK Vulpeculae än vad som hade varit teoretiskt. "

Genom att mäta både hastigheten på nebulosans expansion och hur mycket de yttersta visparna hade rört sig under de senaste tio åren, och redogör för nebulosans lutning på natthimlen, som hade uppskattats tidigare av andra, laget fastställde att CK Vulpeculae ligger cirka 10, 000 ljusår från solen – ungefär fem gånger så långt bort som man tidigare trott. Det antyder att 1670-explosionen var mycket ljusare, frigör ungefär 25 gånger mer energi än tidigare beräknat. Denna mycket större uppskattning av mängden energi som frigörs betyder att vilken händelse som helst som orsakade det plötsliga uppkomsten av CK Vulpeculae 1670 var mycket våldsammare än en enkel nova.

"När det gäller energi som frigörs, våra upptäckter placerar CK Vulpeculae ungefär mitt emellan en nova och en supernova, " kommenterade Evans. "Det är ett av mycket få sådana föremål i Vintergatan och orsaken – eller orsakerna – till utbrotten från denna mellanklass av föremål är fortfarande okänd. Jag tror att vi alla vet vad CK Vulpeculae inte är, men ingen vet vad det är."

Det visuella utseendet på CK Vulpeculae-nebulosan och de höga hastigheterna som observerats av teamet kan hjälpa astronomer att känna igen reliker från liknande händelser - i vår Vintergatan eller i yttre galaxer - som har inträffat tidigare.

"Det är svårt i detta skede att ge en definitiv eller övertygande förklaring till ursprunget till 1670 års utbrott av CK Vulpeculae, ", avslutade Banerjee. "Även 350 år efter Voiturets upptäckt, explosionens natur förblir ett mysterium. "