Een ster met een massa van ongeveer acht procent van de zon is betrapt op het uitzenden van een enorme 'superflare' van röntgenstralen - een dramatische uitbarsting met hoge energie die een fundamenteel probleem vormt voor astronomen. die het niet voor mogelijk hield op zulke kleine sterren.

De boosdoener, bekend onder het catalogusnummer J0331-27, is een soort ster die een L-dwerg wordt genoemd. Dit is een ster met zo weinig massa dat hij nog maar net boven de grens is om daadwerkelijk een ster te zijn. Als het minder massa had, het zou niet over de interne voorwaarden beschikken die nodig zijn om zijn eigen energie op te wekken.

Astronomen zagen de enorme röntgenstraling in gegevens die op 5 juli 2008 werden vastgelegd door de European Photon Imaging Camera (EPIC) aan boord van ESA's XMM-Newton röntgenobservatorium. In enkele minute, de kleine ster gaf meer dan tien keer meer energie vrij dan zelfs de meest intense zonnevlammen die de zon heeft ondergaan.

Fakkels komen vrij wanneer het magnetische veld in de atmosfeer van een ster onstabiel wordt en instort tot een eenvoudiger configuratie. In het proces, het geeft een groot deel van de energie vrij die erin is opgeslagen.

Deze explosieve afgifte van energie zorgt voor een plotselinge verheldering - de uitbarsting - en dit is waar de nieuwe waarnemingen hun grootste puzzel vormen.

"Dit is het meest interessante wetenschappelijke deel van de ontdekking, omdat we niet hadden verwacht dat L-dwergsterren genoeg energie in hun magnetische velden zouden opslaan om zulke uitbarstingen te veroorzaken, " zegt Beate Stelzer, Institut für Astronomie en Astrophysik Tübingen, Duitsland, en INAF—Osservatorio Astronomico di Palermo, Italië, die deel uitmaakte van het onderzoeksteam.

Energie kan alleen in het magnetische veld van een ster worden geplaatst door geladen deeltjes, die ook bekend staan ​​als geïoniseerd materiaal en zijn gemaakt in omgevingen met hoge temperaturen. Als een L-dwerg, echter, J0331-27 heeft een lage oppervlaktetemperatuur voor een ster - slechts 2100K vergeleken met de ongeveer 6000K op de zon. Astronomen dachten niet dat zo'n lage temperatuur in staat zou zijn om genoeg geladen deeltjes te genereren om zoveel energie in het magnetische veld te brengen. Dus het raadsel is:hoe een superflare zelfs mogelijk is op zo'n ster.

"Dat is een goede vraag, "zegt Beate. "We weten het gewoon niet - niemand weet het."

De superflare werd ontdekt in het XMM-Newton-gegevensarchief als onderdeel van een groot onderzoeksproject onder leiding van Andrea De Luca van INAF-Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica in Milaan, Italië. Het project bestudeerde de temporele variabiliteit van ongeveer 400.000 bronnen die door XMM-Newton werden gedetecteerd gedurende 13 jaar

Andrea en medewerkers waren vooral op zoek naar eigenaardige verschijnselen en in J0331-27 kregen ze dat zeker. Van een aantal vergelijkbare sterren is gezien dat ze superflares uitzenden in het optische deel van het spectrum, maar dit is de eerste ondubbelzinnige detectie van een dergelijke uitbarsting op röntgengolflengten.

De golflengte is belangrijk omdat het aangeeft uit welk deel van de atmosfeer de superflare komt:optisch licht komt van dieper in de atmosfeer van de ster, nabij het zichtbare oppervlak, terwijl röntgenstralen van hoger in de atmosfeer komen.

Inzicht in de overeenkomsten en verschillen tussen deze nieuwe - en tot nu toe unieke - superflare op de L-dwerg en eerder waargenomen fakkels, gedetecteerd op alle golflengten op sterren met een hogere massa is nu een prioriteit voor het team. Maar om dat te doen, ze moeten meer voorbeelden vinden.

"Er is nog veel te ontdekken in het XMM-Newton-archief, " zegt Andrea. "In zekere zin, Ik denk dat dit slechts het topje van de ijsberg is."

Een aanwijzing die ze wel hebben, is dat er maar één uitbarsting van J0331-27 in de gegevens is, ondanks dat XMM-Newton de ster in totaal 3,5 miljoen seconden heeft geobserveerd - ongeveer 40 dagen. Dit is eigenaardig omdat andere affakkelende sterren ook last hebben van talrijke kleinere uitbarstingen.

"De gegevens lijken te impliceren dat het een L-dwerg langer duurt om de energie op te bouwen, en dan is er een plotselinge grote release, ' zegt Beaat.

Sterren die vaker opflakkeren, geven elke keer minder energie af, terwijl deze L-dwerg zeer zelden energie lijkt af te geven, maar dan in een echt groot evenement. Waarom dit het geval zou kunnen zijn, is nog een open vraag die nader onderzoek behoeft.

"De ontdekking van deze L-dwergsuperflare is een geweldig voorbeeld van onderzoek op basis van het XMM-Newton-archief, het enorme wetenschappelijke potentieel van de missie aantonen, " zegt Norbert Schartel, XMM-Newton projectwetenschapper voor ESA. "Ik kijk uit naar de volgende verrassing."