Stjernen kalles RS Ophiuchi. Den ligger rundt 5.000 lysår unna oss og vår egen galakse, Melkeveien.

RS Ophiuchi er en dobbeltstjerne – to stjerner som går i bane rundt hverandre. Dette er ikke uvanlig i stjernesammenheng, men denne stjernen er en av de veldig få som eksploderer igjen og igjen. Astronomer kjenner bare til syv andre stjerner som gjør det samme, ifølge astronomimagasinet Astronomy Now.

I 1898 ble den første stjerneeksplosjonen ved RS Ophiuchi observert. Men så skjedde det igjen i 1933, 1958, 1967, 1986 og 2006, ifølge denne studien i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics.

Og stjernen hadde en ny eksplosjon i 2021, ifølge en fersk studie i tidsskriftet Science.

Stjerneeksplosjoner kommer i flere forskjellige varianter. De mest voldsomme kalles supernovaer eller hypernovaer. Jo større stjernen er, desto større er eksplosjonen. De store, massive stjernene kan kollapse ned til et sort hull etter en supernova.

En nova er mindre kraftig, men fortsatt en hendelse med ekstrem energi. Det er dette som har skjedd på RS Ophiuichi. Eksplosjonene til denne stjernen er så voldsomme at de har kunnet sees som en ny, kraftig stjerne med det blotte øye på nattehimmelen, selv om stjernen er 5000 lysår unna oss.

Men hvordan er dette mulig? Hvordan kan stjernen eksplodere flere ganger?

En hvit dvergstjerne

RS Ophiuchi består av to stjerner som går i bane rundt hverandre, men stjernene er ikke like. Den ene delen av partnerskapet er en diger rød kjempe, mens den andre er en hvit dvergstjerne.

Den røde kjempen er mye større enn vår egen sol, mens den hvite dvergstjernen er mye mindre. Den hvite dvergstjernen er egentlig restene av en stor stjerne som eksploderte for lenge siden. Den består av atomer som står svært tett hverandre.

Dette betyr også at den er ekstremt massiv, selv om den er liten. For eksempel kan den være på størrelsen med jorden, men fortsatt være like massiv som solen, ifølge beskrivelsen på Wikipedia.

Forskerne tror at den lille, hvite dvergstjernen i RS Ophiuchi-paret tar til seg hydrogen - gass og materie fra den store, røde kjempen. På et eller annet tidspunkt blir det for mye, og materien blir så varm og tett at den eksploderer i en voldsom atomeksplosjon.

Dette er ikke forutsigbart, og de tidligere eksplosjonene har variert mellom ni år og flere tiår, ifølge den nye studien i Science.

Mystisk stråling i rommet

Dette ekstremt sjeldne og voldsomme fenomenet fører altså til at stjernen eksploderer igjen og igjen.

En nova-eksplosjon er kilde til forskjellig type stråling som kan plukkes opp av detektorer på jorda. Den nye studien i Science viser at gamma-stråler med høy energi kan spores tilbake til slike stjerneeksplosjoner.

Ideen er at disse gamma-strålene kanskje lages samtidig som en annen type stråling: kosmisk stråling. Dermed blir gamma-strålene et slags signal om mulige kosmiske stråler.

Dette er partikler med svært høy energi som kan reise ekstreme avstander gjennom galaksen eller til og med fra andre galakser, millioner av lysår unna.

Jordas atmosfære treffes av kosmisk stråling fra både solen og andre steder i universet, men kildene til kosmisk stråling med høy energi er et mysterium, ifølge nyhetsnettstedet Vox.

Disse strålene reiser ikke i rette linjer gjennom rommet, så det er ikke enkelt å spore dem tilbake til en kilde.

Mer kunnskap og forskning på kosmisk stråling kan kanskje avdekke ny fundamental fysikk, ifølge denne studien om gamma- og kosmiske stråler fra 2022.

En av mange mulige kilder til kosmisk stråling kan nettopp være stjernesystemer som RS Ophiuchi.

En gigantisk partikkelakselerator

Forskerne bak den nye studien i Science brukte observatoriet High Energy Sterescopic System (H.E.S.S.) til å undersøke strålingen fra eksplosjonen.

I mer enn en måned etter eksplosjonen fortsatte det å komme såkalte gamma-stråler med høy energi fra RS Ophiuchi-systemet. Forskerne argumenterer for at sjokkbølgen fra eksplosjonen brer seg utover og slår inn i solvinden fra den røde kjempen.

Samhandlingen mellom sjokkbølgen og partiklene i solvinden kan danne kosmisk stråling, men også gamma-stråler med høy energi. Gamma-strålene reiser i en rett linje fra stjernen til oss, dermed kan forskerne slå fast at de kommer herfra.

Utfra teoretiske modeller argumenterer de for at sjokkbølgen fra nova-eksplosjonen kan fungere som en naturlig partikkelakselerator og lage kosmisk stråling. Dette skjer når protoner og atomkjerner sendes opp i enorme hastigheter nær lysets hastighet.

Store, menneskeskapte partikkelakseleratorer som LHC ved CERN pumper inn energi for å få partikler til å gå fortere og fortere. I RS Ophiuchi-systemet er det stjerneeksplosjonen som gir denne energien.

Referanse:

Alison Mitchell mfl: Time-resolved hadronic particle acceleration in the recurrent nova RS Ophiuchi. Science, 2022. DOI: 10.1126/science.abn0567. Sammendrag