Spójrz na prawdopodobnie najmłodszą gwiazdę neutronową. Szukali jej od 33 lat

Odkąd astronomowie byli świadkami jednej z najjaśniejszych eksplozji gwiazd na nocnym niebie,

doprowadziło do powstania Supernowej 1987A (SN 1987A),szukali zwartego obiektu, który musiał powstać w pozostałościach eksplozji. Ponieważ w dniu eksplozji (23 lutego 1987 r.) na Ziemi wykryto cząstki zwane neutrinami, astronomowie spodziewali się, że w centrum supernowej utworzyła się gwiazda neutronowa. Kiedy jednak naukowcom nie udało się znaleźć żadnych dowodów na istnienie gwiazdy, zaczęli się zastanawiać, czy nie wpadła ona następnie do czarnej dziury. Przez dziesięciolecia społeczność naukowa z niecierpliwością czekała na sygnał z tego obiektu, który był ukryty za bardzo grubą chmurą pyłu. 

Niedawno dały obserwacje z radioteleskopu ALMApierwsze oznaki braku gwiazdy neutronowej. Obrazy o bardzo wysokiej rozdzielczości ujawniły gorącą „kulę” w pyłowym jądrze SN 1987A, która jest jaśniejsza od otoczenia i odpowiada domniemanemu położeniu gwiazdy neutronowej.

Obrazy ALMA z ekstremalnie wysokimiRozdzielczość ujawniła gorącą „kroplę” w zapylonym jądrze supernowej 1987A (wstawka), która mogła być lokalizacją brakującej gwiazdy neutronowej. Kolor czerwony przedstawia pył i zimny gaz w centrum pozostałości po supernowej, pobrane na falach radiowych z ALMA. Zielone i niebieskie odcienie pokazują, gdzie rozszerzająca się fala uderzeniowa eksplodującej gwiazdy zderza się z pierścieniem materii wokół supernowej. Zielony reprezentuje blask światła widzialnego przechwyconego przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a NASA. Niebieski reprezentuje najgorętszy gaz i jest oparty na danych z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra. Pierścień pierwotnie świecił błyskiem światła z pierwotnej eksplozji. W następnych latach materiał pierścienia znacznie się poprawił, gdy uderzyła w niego fala uderzeniowa eksplozji. Źródło: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), P. Tsigan i R. Indebetow; NRAO / AUI / NSF, B. Saxton; NASA / ESA

Chociaż naukowcy byli zachwyceni tym wynikiem,zastanawiali się nad jasnością gwiazdy neutronowej. Wykryta gwiazda neutronowa byłaby zbyt jasna, aby istnieć. Jednak inny zespół naukowców opublikował następnie badanie, które wykazało, że gwiazda neutronowa może być tak jasna - po prostu dlatego, że jest bardzo młoda.

Ilustracja artysty „Supernova 1987A”Pokazuje zapylone wewnętrzne obszary pozostałości po eksplozji gwiazdy (na czerwono), w których może się ukrywać gwiazda neutronowa. Ten wewnętrzny obszar kontrastuje z zewnętrzną otoczką (niebieską), gdzie energia supernowej zderza się (zielona) z otoczką gazu wyrzuconego z gwiazdy, zanim ta gwałtownie wybuchła. Źródło: NRAO / AUI / NSF, B. Saxton.

Teoretyczne badanie przeprowadzone przez astrofizyka z University of Mexico w pełni potwierdza założenie poczynione przez zespół ALMA - że gwiazda neutronowa karmi cząstkę pyłu.

Pomimo ogromnej złożoności eksplozji supernowej i ekstremalnych warunków panujących wewnątrz gwiazdy neutronowej, odkrycie ciepłej grudki pyłu potwierdza kilka przewidywań.

Dani Page, astrofizyk z Narodowego Uniwersytetu Autonomicznego Meksyku i autorka drugiego badania

Te przewidywania dotyczyły lokalizacji itemperatura gwiazdy neutronowej. Według komputerowych modeli supernowych, eksplozja "wyrzuciła" gwiazdę neutronową z miejsca urodzenia z prędkością setek kilometrów na sekundę (dziesiątki razy szybciej niż najszybsza rakieta). Temperatura wykrytej gorącej „kropli”, śladu możliwej gwiazdy neutronowej (przewidywanej na około 5 milionów stopni Celsjusza) dostarcza wystarczającej ilości energii, aby wyjaśnić jej jasność.

Taka jest gwiazda neutronowaniezwykle gorąca kula o szerokości 25 km wykonana z supergęstej materii. Łyżeczka jego materiału waży więcej niż wszystkie budynki w Nowym Jorku razem wzięte. Ponieważ może mieć zaledwie 33 lata, będzie to najmłodsza gwiazda neutronowa, jaką kiedykolwiek znaleziono w naszej Galaktyce Drogi Mlecznej i jej kosmicznym otoczeniu. Druga najmłodsza gwiazda neutronowa, o której wiemy, znajduje się w pozostałości po supernowej Kasjopei A, oddalonej o 11 000 lat świetlnych i mającej 330 lat. Gwiazda neutronowa w SN 1987A znajduje się 15 razy dalej w Wielkim Obłoku Magellana.

To jest kolorowy, złożony obraz o wielu długościach falPozostałości Supernova 1987A uzyskano z danych z trzech różnych obserwatoriów. Kolor czerwony przedstawia pył i zimny gaz w centrum pozostałości po supernowej, pobrane na falach radiowych z ALMA. Zielone i niebieskie odcienie pokazują, gdzie rozszerzająca się fala uderzeniowa eksplodującej gwiazdy zderza się z pierścieniem materii wokół supernowej. Zielony reprezentuje blask światła widzialnego przechwyconego przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a NASA. Niebieski reprezentuje najgorętszy gaz i jest oparty na danych z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra. Pierścień pierwotnie świecił błyskiem światła z pierwotnej eksplozji. W następnych latach materiał pierścienia znacznie się poprawił, gdy uderzyła w niego fala uderzeniowa eksplozji. Źródło: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), P. Tsigan i R. Indebetow; NRAO / AUI / NSF, B. Saxton; NASA / ESA

Tylko bezpośredni obraz gwiazdy neutronowej mógłdostarczy pewnych dowodów na jej istnienie, ale astronomowie mogą potrzebować jeszcze kilku dziesięcioleci, aż pył i gaz w pozostałości po supernowej staną się bardziej przezroczyste.

Czytaj także:

Szczepionka, rok szkolny i zimna pora roku. Najważniejsze opowiadamy ze spotkania Prezydenta

Naukowcy: Coś istniało przed naszym wszechświatem

Badania: efekt motyla nie istnieje w modelu kwantowym