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Alcuni astronomi hanno utilizzato un osservatorio di raggi gamma in Namibia chiamato High Energy Stereoscopic System (HESS) per mostrare come un'eruzione crea un'onda d'urto che accelera il materiale intorno ad esso a velocità super-veloci. La ricerca si è concentrata su RS Ophiuchi, una nova che erutta ogni 15-20 anni – più recentemente, nel 2021.
Il sistema di RS Ophiuchi comprende una stella normale e una nana bianca, il nucleo freddo e denso che rimane dopo che una stella esplode. La nana bianca estrae la materia dalla stella, e quando il cadavere stellare ha ingerito abbastanza materiale, produce l'eruzione che gli scienziati chiamano nova. Mentre la nova erutta, l'onda d'urto risultante si scontra attraverso l'area circostante, trascinando le particelle con essa e creando un acceleratore che si rivela incredibilmente potente.
"Quando la nova è esplosa nell'agosto 2021, i telescopi HESS ci hanno permesso di osservare per la prima volta un'esplosione galattica in raggi gamma ad altissima energia", ha osservato il ricercatore principale Alison Mitchell, ricercatrice presso la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg in Germania, in una dichiarazione giovedì (10 marzo).
In particolare, le particelle di RS Ophiuchi hanno raggiunto tassi centinaia di volte più veloci di quanto gli scienziati abbiano mai osservato in altre novae. L'accelerazione era così potente che le particelle hanno raggiunto la velocità massima prevista nei modelli teorici, ha osservato il team dietro la nuova ricerca.
"L'osservazione che il limite teorico per l'accelerazione delle particelle può effettivamente essere raggiunto in vere onde d'urto cosmiche ha enormi implicazioni per l'astrofisica", ha detto il co-autore Ruslan Konno, dottorando presso la Deutsches Elektronen-Synchrotron in Germania. "Suggerisce che il processo di accelerazione potrebbe essere altrettanto efficiente nei loro parenti molto più estremi, le supernove".
Le supernove sono esplosioni stellari generate quando le stelle più massicce esauriscono il carburante e sono infatti il processo che crea nane bianche come quella di RS Ophiuchi. Oltre a tracciare l'eruzione mentre progrediva, i ricercatori sono stati in grado di misurare i raggi gamma ad alta energia dalla RS Ophiuchi nova fino a un mese dopo l'esplosione. Tali osservazioni sono le prime del loro genere, secondo la dichiarazione.
La RS Ophiuchi nova potrebbe non essere la più grande esplosione là fuori, ma per gli scienziati queste osservazioni sono particolarmente speciali, rese possibili solo da una fotocamera all'avanguardia che HESS ha installato su uno dei suoi telescopi alla fine del 2019. La novità della tecnologia significa che gli scienziati non sono ancora sicuri di quanto sia raro questo tipo di evento. Le osservazioni HESS si basavano anche su astronomi dilettanti che riportavano rapidamente i loro avvistamenti della nova alle controparti professionali, secondo la dichiarazione.
I ricercatori hanno detto che lo studio ha implicazioni non solo per le novae e le supernove, ma forse anche per una migliore comprensione della storia di origine dei raggi cosmici. I raggi cosmici sono esplosioni energetiche che sembrano provenire da ogni direzione nello spazio, rendendo la loro fonte difficile da rintracciare, ma avendo studiato la RS Ophiuchi nova, i ricercatori hanno l'impressione che questo tipo di nova possa svolgere un ruolo.