NASA's Kepler-ruimtevaartuig is ontworpen om exoplaneten te vinden door te zoeken naar sterren die dimmen als een planeet het gezicht van de ster kruist. Toevallig, hetzelfde ontwerp maakt het ideaal voor het spotten van andere astronomische transiënten - objecten die in de loop van de tijd helderder of zwakker worden. Een nieuwe zoektocht naar Kepler-archiefgegevens heeft een ongewone superuitbarsting van een voorheen onbekende dwergnova aan het licht gebracht. Het systeem is een factor 1 helderder geworden 600 over minder dan een dag voordat het langzaam vervaagt.

Het betreffende sterrenstelsel bestaat uit een witte dwergster met een bruine dwerggenoot die ongeveer een tiende zo zwaar is als de witte dwerg. Een witte dwerg is de overgebleven kern van een ouder wordende zonachtige ster en bevat ongeveer de hoeveelheid materiaal van een zon in een bol zo groot als de aarde. Een bruine dwerg is een object met een massa tussen 10 en 80 Jupiters dat te klein is om kernfusie te ondergaan.

De bruine dwerg cirkelt elke 83 minuten om de witte dwergster op een afstand van slechts 250, 000 mijl (400, 000 km) - ongeveer de afstand van de aarde tot de maan. Ze zijn zo dichtbij dat de sterke zwaartekracht van de witte dwerg het materiaal van de bruine dwerg verwijdert, zijn essentie wegzuigend als een vampier. Het gestripte materiaal vormt een schijf terwijl het naar de witte dwerg (bekend als een accretieschijf) spiraalt.

Het was puur toeval dat Kepler in de goede richting keek toen dit systeem een ​​super-uitbarsting onderging, verhelderend met meer dan 1, 000 keer. In feite, Kepler was het enige instrument dat het had kunnen zien, omdat het systeem op dat moment vanuit het oogpunt van de aarde te dicht bij de zon stond. Kepler's snelle cadans van waarnemingen, elke 30 minuten gegevens opnemen, was cruciaal voor het vastleggen van elk detail van de uitbarsting.

Het evenement bleef verborgen in het archief van Kepler totdat het werd geïdentificeerd door een team onder leiding van Ryan Ridden-Harper van het Space Telescope Science Institute (STScI), Baltimore, Maryland, en de Australische Nationale Universiteit, Canberra, Australië. "In zekere zin we hebben dit systeem per ongeluk ontdekt. We waren niet specifiek op zoek naar een superuitbarsting. We waren op zoek naar een soort van voorbijgaande, " zei Bereden-Harper.

Kepler legde het hele evenement vast, het waarnemen van een langzame toename van de helderheid gevolgd door een snelle intensivering. Terwijl de plotselinge opheldering wordt voorspeld door theorieën, de oorzaak van de trage start blijft een mysterie. Standaardtheorieën over accretieschijffysica voorspellen dit fenomeen niet, die vervolgens is waargenomen bij twee andere super-uitbarstingen van dwergnova's.

"Deze dwergnova-systemen zijn al tientallen jaren bestudeerd, dus iets nieuws ontdekken is best lastig, "zei Ridden-Harper. "We zien overal accretieschijven - van nieuw gevormde sterren tot superzware zwarte gaten - dus het is belangrijk om ze te begrijpen."

Theorieën suggereren dat een super-uitbarsting wordt geactiveerd wanneer de accretieschijf een omslagpunt bereikt. Terwijl het materiaal ophoopt, het groeit in omvang totdat de buitenrand zwaartekrachtresonantie ervaart met de in een baan om de aarde draaiende bruine dwerg. Dit kan een thermische instabiliteit veroorzaken, waardoor de schijf oververhit raakt. Inderdaad, waarnemingen tonen aan dat de temperatuur van de schijf stijgt van ongeveer 5, 000–10, 000° F (2, 700–5, 300° C) in zijn normale toestand tot een maximum van 17, 000–21, 000° F (9, 700–11, 700°C) op het hoogtepunt van de superuitbarsting.

Dit type dwergnova-systeem is relatief zeldzaam, met slechts ongeveer 100 bekend. Een individueel systeem kan jaren of decennia duren tussen uitbarstingen, waardoor het een uitdaging is om er een op heterdaad te betrappen.

"De detectie van dit object wekt de hoop op het detecteren van nog meer zeldzame gebeurtenissen die verborgen zijn in Kepler-gegevens, " zei co-auteur Armin Rest van STScI.

Het team is van plan om Kepler-gegevens te blijven ontginnen, evenals gegevens van een andere exoplaneetjager, de missie Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), op zoek naar andere transiënten.

"De continue observaties door Kepler/K2, en nu TESS, van deze dynamische stellaire systemen stelt ons in staat om de vroegste uren van de uitbarsting te bestuderen, een tijdsdomein dat bijna onmogelijk te bereiken is vanaf observatoria op de grond, " zei Peter Garnavich van de Universiteit van Notre Dame in Indiana.

Dit werk is gepubliceerd op 21 oktober, 2019 nummer van de Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .