Lehdistötiedote

Tähtitieteilijät ovat löytäneet mikronovan, joka on uudentyyppinen tähtiräjähdys

20. huhtikuuta 2022, Turku

Tähtitieteilijöiden ryhmä on Euroopan eteläisen observatorion Very Large Telescope (ESO:n VLT) kaukoputken avulla havainnut uudentyyppisen tähden räjähdyksen, jota kutsutaan mikronovaksi. Nämä purkaukset tapahtuvat tiettyjen tähtien pinnalla. Tähti voi purkauksissa fuusioida vain muutamassa tunnissa materiaa noin 3,5 miljardin Gizan suuren pyramidin verran.

”Olemme löytäneet ja tunnistaneet ensimmäistä kertaa mikronovaksi kutsutun kohteen”, Simone Scaringi, tähtitieteilijä Durhamin yliopistossa Isossa-Britanniassa, kertoi. Hän johti tänään Nature-lehdessä julkaistua tutkimusta. ”Ilmiö haastaa ymmärryksemme siitä, kuinka tähdissä tapahtuvat lämpöydinräjähdykset tapahtuvat. Luulimme jo, että ymmärtäisimme ilmiön, mutta tämä löytö viittaa aivan uuteen tapaan niiden syntymiseksi”, hän lisäsi.

Mikronovat ovat äärimmäisen rajuja tapahtumia, mutta tähtitieteellisissä mittakaavoissa ne ovat silti pieniä. Niissä vapautuu paljon vähemmän energiaa, kuin novina tunnetuissa tähtien räjähdyksissä, joista tähtitieteilijät ovat tienneet vuosisatojen ajan. Molempia räjähdyksiä tapahtuu valkoisissa kääpiöissä, jotka ovat noin Maan kokoisia kuolleita tähtiä, joiden massa on kuitenkin oman Aurinkomme luokkaa.

Kahden tähden muodostamassa järjestelmässä valkoinen kääpiö voi varastaa seuralaistähdeltään materiaa, joka on enimmäkseen vetyä, jos ne ovat riittävän lähellä toisiaan. Kun kaasu putoaa valkoisen kääpiön erittäin kuumalle pinnalle, se saa aikaan vetyatomien fuusioitumisen heliumiksi räjähdysmäisessä tilassa. Novissa nämä lämpöydinräjähdykset tapahtuvat koko tähden pinnalla. ”Tällaiset räjähdykset saavat koko valkoisen kääpiön pinnan palamaan ja loistamaan kirkkaasti useita viikkoja”, yksi artikkelin kirjoittajista Nathalie Degenaar, tähtitieteilijä Amsterdamin yliopistossa, Alankomaissa, sanoi. 

Mikronovat ovat samanlaisia räjähdyksiä, mutta pienempiä kooltaan, sekä ne ovat nopeampia kestäen vain useita tunteja. Niitä esiintyy tietyissä valkoisissa kääpiöissä, joilla on vahvat magneettikentät, jotka ohjaavat materiaa kohti tähden magneettisia napoja. ”Olemme nyt nähneet ensimmäistä kertaa, että vetyfuusio voi tapahtua myös paikallisesti. Vetyä voi olla joidenkin valkoisten kääpiöiden magneettisten napojen alueella, joten fuusio tapahtuu vain näillä magneettisilla napa-alueilla”, Paul Groot, Alankomaiden Radboudin yliopiston tähtitieteilijä ja tutkimuksen yksi kirjoittajista, sanoi. 

”Tämä johtaa mikrofuusiopommien räjähtämiseen, jotka ovat voimakkuudeltaan vain noin miljoonasosa nova-räjähdyksen voimasta. Tästä syystä ilmiötä kutsutaan mikronovaksi”, Groot jatkoi. Vaikka sana ”mikro” saattaa tarkoittaa, että nämä tapahtumat ovat pieniä, niin sanan ei kannata antaa ajatuksen mennä harhaan. Jo yhdessä tällaisessa purkauksessa vetyä voi fuusioitua noin 20 000 000 biljoonaa kg, joka vastaa noin 3,5 miljardin Gizan suuren pyramidin verran ainetta [1]. 

Nämä uudet mikronovat haastavat tähtitieteilijöiden ymmärrystä tähtien räjähdyksistä ja ne voivat olla yleisempiä kuin aiemmin on ajateltu. ”Tämä vain osoittaa kuinka dynaaminen maailmankaikkeus on. Nämä tapahtumat saattavat olla oikeastaan aika yleisiä, mutta koska ne ovat niin nopeita, niitä on vaikea saada kiinni tositoimissa", Scaringi selitti.

Tutkimusryhmä tutustui näihin salaperäisiin mikroräjähdyksiin ensimmäisen kerran analysoidessaan NASA:n Transiting Exoplanet Survey Satellite, eli TESS- satelliitin tietoja. ”Kun tutkimme NASA:n TESSin keräämää tähtitieteen dataa, löysimme jotain epätavallista. Huomasimme kirkkaan optisen alueen valon välähdyksen, joka kesti muutamia tunteja. Etsiessämme vielä lisää löysimme useita vastaavia signaaleja”, Degenaar sanoi.

Tutkimusryhmä havaitsi TESSin kanssa kolmea mikronovaa. Näistä kaksi oli tunnetuja valkoisia kääpiöitä, mutta kolmas vaati lisähavaintoja ESO:n VLT:n X-shooter-instrumentilla, jonka avulla voitiin vahvistaa onko kohde valkoinen kääpiö.

”ESO:n Very Large Telescope -teleskoopin avulla huomasimme, että kaikki optisen alueen välähdykset olivat valkoisten kääpiöiden tuottamia”, Degenaar sanoi. ”Tämä havainto oli ratkaiseva, kun tulkitsimme saamiamme tuloksia ja oli olennainen mikronovien löytämisessä”, Scaringi lisäsi. 

Mikronovien löytäminen kasvattaa tunnettujen tähtiräjähdysten kirjoa. Tutkimusryhmä haluaisi seuraavaksi havaita lisää näitä vaikeasti havaittavia tapahtumia, jotka vaativat laajoja taivaan kartoituksia ja nopeita seurantahavaintoja. ”Salaperäisten mikronovien selvittämisessä nopea reagointi sellaisten teleskooppien, kuten VLT:n tai ESO:n New Technology Telescope-teleskoopin ja niiden instrumenttien avulla on ensisijaisen tärkeää”, Scaringi kertoi lopuksi.

Lisähuomiot

[1] Biljoonaa tarkoittaa miljoonaa miljoonaa (1000 000 000 000 tai 1012) ja miljardi tuhatta miljoonaa (1 000 000 000 tai 109). Kairossa, Egyptissä (tunnetaan myös nimellä Khufun pyramidi tai Cheopsin pyramidi) sijaitsevan Gizan suuren pyramidin paino on noin 5 900 000 000 kg.

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty artikkelissä, joka julkaistaan Nature-lehdessä.

Tutkimuksessa mukana ovat olleet: S. Scaringi  (Centre for Extragalactic Astronomy, Department of Physics, Durham University, Yhdistynyt kuningaskunta [CEA]), P. J. Groot (Department of Astrophysics, Radboud University, Nijmegen,the Netherlands [IMAPP] and South African Astronomical Observatory, Cape Town, Etelä-Afrikka [SAAO] ja Department of Astronomy, University of Cape Town, South Africa [Cape Town]), C. Knigge (School of Physics and Astronomy, University of Southampton, Southampton, Yhdistynyt kuningaskunta [Southampton]), A.J. Bird (Southampton) , E. Breedt (Institute of Astronomy, University of Cambridge, UK), D. A. H. Buckley (SAAO, Cape Town, Department of Physics, University of the Free State, Bloemfontein, Etelä-Afrikka), Y. Cavecchi (Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, Mexico), N. D. Degenaar (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Amsterdam, Alankomaat), D. de Martino (INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Naples, Italia), C. Done (CEA), M. Fratta (CEA), K. Iłkiewicz (CEA), E. Koerding (IMAPP), J.-P. Lasota (Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences, Warsaw, Puola ja Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS et Sorbonne Universités, Paris, Ranska), C. Littlefield (Department of Physics, University of Notre Dame, USA ja Department of Astronomy, University of Washington, Seattle, USA [UW]), C. F. Manara (European Southern Observatory, Garching, Saksa [ESO]), M. O’Brien (CEA), P. Szkody (UW), F. X. Timmes (School of Earth and Space Exploration, Arizona State University, Arizona, USA, Joint Institute for Nuclear Astrophysics - Center for the Evolution of the Elements, USA).

Euroopan eteläinen observatorio (ESO) tekee maailmankaikkeuden salaisuuksien tutkimisen mahdolliseksi kaikille tutkijoille ympäri maailman. Suunnittelemme, rakennamme ja operoimme huippuluokan maanpäälisiä observatorioita, joita tähtitieteilijät käyttävät jännittävien tutkimusongelmien ratkaisemiseen ja populääritähtitieteen edistämiseen. Me edistämme myös kansainvälistä yhteistyötä tähtitieteen alalla. ESO perustettiin hallitustenväliseksi järjestöksi vuonna 1962 ja nykyään ESO:ssa on mukana 16 jäsenvaltiota (Itävalta, Belgia, Tšekki, Tanska, Ranska, Suomi, Saksa, Irlanti, Italia, Alankomaat, Puola, Portugali, Espanja, Ruotsi, Sveitsi ja Yhdistynyt kuningaskunta) yhdessä Chilen isäntävaltion kanssa ja Australian kanssa strategisena kumppanina. ESO:n pääkonttori ja sen vierailijakeskus ja planetaario, ESO Supernova, sijaitsevat lähellä Müncheniä Saksassa. Chilen Atacaman aavikko on upea paikka, jossa on ainutlaatuiset olosuhteet tähtitaivaan tarkkailuun. Se on kaukoputkiemme sijoituspaikka. ESO:lla on kolme havaintopaikkaa: La Silla, Paranal ja Chajnantor. Paranalissa ESO operoi Very Large Telescope (VLT) kaukoputkea ja siihen liittyvää Very Large Telescope Interferometria sekä paikalla sijaitsevia taivaankartoitusteleskooppeja: infrapuna-alueella toimivaa VISTAa ja näkyvän valon alueella toimivaa VLT Survey Teleskooppia. Paranalissa ESO isännöi ja operoi myös Cherenkov Telescope Array South havaintolaitetta, joka on maailman suurin ja herkin gamma-alueella havaitseva observatorio. ESO operoi yhdessä kansainvälisten kumppaneiden kanssa APEX- ja ALMA-observatriota Chajnantorilla, jotka ovat kaksi millimetri- ja alimillimetrin alueella toimivaa havaintolaitetta. Rakennamme parhaillaan Paranalin lähelle Cerro Armazonesille "maailman suurinta silmää taivaalle”, ESO:n Erittäin suurta kaukoputkea (Extremely Large Telescope, ELT). Santiagossa, Chilessä sijaitsevista toimipisteistämme tuemme toimintaamme Chilessä ja olemme yhteydessä chileläisiin yhteistyökumppaneihin ja yhteiskuntaan.

Linkit

• Tutkimusartikkeli
• VLT:n kuvia
• Median edustaja: Tilaa uutiskirje saadaksesi julkaisusulun alaiset uutiset omalla kielelläsi
• Tukija, onko sinulla kerrottavaa? Pitchaa oma tutkimuksesi!

Yhteystiedot

Simone Scaringi
Centre for Extragalactic Astronomy, Department of Physics, Durham University
Durham, UK
Puh.: +44 191-3345067
Sähköposti: simone.scaringi@durham.ac.uk

Nathalie Degenaar
Anton Pannekoek Institute, University of Amsterdam
Amsterdam, The Netherlands
Puh.: +31 20 525 3994
Sähköposti: degenaar@uva.nl

Paul Groot
Department of Astrophysics, Radboud University
Nijmegen, The Netherlands
Sähköposti: pgroot@astro.ru.nl

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6670
Matkapuhelin: +49 151 241 664 00
Sähköposti: press@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media