Нейтронная звезда скрывается в знаменитой сверхновой SN 1987A

С тех пор, как астрономы зафиксировали яркий взрыв звезды 24 февраля 1987 года, исследователи искали раздавленное ядро ​​звезды, которое должно было остаться. Группа астрономов, использующая данные космических миссий НАСА и наземные телескопы, возможно, наконец нашла его.

Как первая сверхновая, видимая невооруженным глазом примерно за 400 лет, Сверхновая 1987A (или сокращенно SN 1987A) вызвала большой интерес среди ученых и вскоре стала одним из наиболее изученных объектов на небе. Сверхновая находится в Большом Магеллановом Облаке, небольшой галактике-компаньоне нашего Млечного Пути, всего в 170 тыс. световых лет от Земли.

В то время как астрономы наблюдали, как обломки взрывались наружу от места взрыва, они также искали то, что должно было остаться от ядра звезды: нейтронную звезду.

Данные рентгеновской обсерватории Чандра НАСА и ранее неопубликованные данные Ядерно-спектроскопической телескопической решетки НАСА (NuSTAR) в сочетании с данными наземной большой миллиметровой матрицы (ALMA), опубликованной в прошлом году, теперь представляют собой интригующий сборник доказательств наличия нейтронной звезды в центре SN 1987A.

туманность пульсарного ветра

«В течение 34 лет астрономы просеивали звездные обломки SN 1987A, чтобы найти нейтронную звезду, которую мы ожидаем найти, – сказал руководитель исследования Эмануэле Греко из Университета Палермо в Италии. – Было много намеков, которые оказались тупиковыми, но мы думаем, что наши последние результаты могут быть другими».

Когда звезда взрывается, она схлопывается сама на себя, прежде чем внешние слои будут выброшены в космос. Сжатие ядра превращает его в чрезвычайно плотный объект с массой Солнца, сжатой в объект размером всего около 15 км в поперечнике. Эти объекты были названы нейтронными звездами, потому что они почти полностью состоят из плотно упакованных нейтронов. Это лаборатории экстремальной физики, которые невозможно повторить здесь, на Земле.

Быстро вращающиеся и сильно намагниченные нейтронные звезды, называемые пульсарами, производят подобный маяку луч излучения, который астрономы обнаруживают как импульсы, когда его вращение перемещает луч по небу. Существует подмножество пульсаров, которые создают ветер со своей поверхности – иногда почти со скоростью света – которые создают сложные структуры из заряженных частиц и магнитных полей, известные как «туманности пульсарного ветра».

С помощью Chandra и NuSTAR команда обнаружила относительно низкоэнергетические рентгеновские лучи от обломков SN 1987A, врезавшихся в окружающий материал. Команда также нашла доказательства частиц высоких энергий, используя способность NuSTAR обнаруживать более энергичные рентгеновские лучи.

Есть два возможных объяснения этого энергичного рентгеновского излучения: либо туманность пульсарного ветра, либо частицы, ускоряющиеся до высоких энергий взрывной волной взрыва. Последний эффект не требует наличия пульсара и возникает на гораздо больших расстояниях от центра взрыва.

Последнее рентгеновское исследование подтверждает версию о пульсарной туманности ветра – это означает, что нейтронная звезда должна быть там, – споря на нескольких фронтах против сценария ускорения взрывной волны. Во-первых, яркость рентгеновских лучей более высоких энергий оставалась примерно такой же в период с 2012 по 2014 год, в то время как радиоизлучение, зарегистрированное с помощью компактной решетки телескопа Австралии, увеличилось. Это противоречит ожиданиям сценария взрывной волны. Далее, по оценке авторов, для ускорения электронов до самых высоких энергий, наблюдаемых в данных NuSTAR, потребуется почти 400 лет, что более чем в 10 раз старше возраста остатка.

«Астрономы задавались вопросом, не прошло ли недостаточно времени для формирования пульсара, или даже если SN 1987A создала черную дыру, – сказал соавтор Марко Мичели, также из Университета Палермо. – Это было постоянной загадкой в ​​течение нескольких десятилетий, и мы очень рады представить новую информацию в этом результате».

Данные Chandra и NuSTAR также подтверждают результат 2020 года от ALMA, который предоставил возможные доказательства структуры пульсарной туманности ветра в миллиметровом диапазоне длин волн. Хотя у этой «капли» есть и другие возможные объяснения, ее идентификация как пульсарная туманность ветра может быть подтверждена новыми рентгеновскими данными. Это еще одно свидетельство, подтверждающее идею о том, что нейтронная звезда осталась позади.

Если это действительно пульсар в центре SN 1987A, это будет самый молодой из когда-либо обнаруженных.

«Возможность наблюдать пульсар практически с момента его рождения была бы беспрецедентной, – сказал соавтор Сальваторе Орландо из Палермской астрономической обсерватории, исследовательского центра Национального института астрофизики (INAF) в Италии. – Это может быть уникальная возможность изучить развитие детского пульсара».

Центр SN 1987A окружен газом и пылью. Авторы использовали современное моделирование, чтобы понять, как этот материал будет поглощать рентгеновские лучи при разных энергиях, что позволяет более точно интерпретировать спектр рентгеновских лучей, то есть количество рентгеновских лучей при различных энергиях. Это позволяет им оценить, каков спектр центральных областей SN 1987A без затемняющего материала.

Как это часто бывает, требуются дополнительные данные, чтобы укрепить аргументы в пользу туманности пульсарного ветра. Увеличение радиоволн, сопровождаемое увеличением рентгеновских лучей относительно высоких энергий в будущих наблюдениях, будет аргументом против этой идеи. С другой стороны, если астрономы наблюдают уменьшение высокоэнергетического рентгеновского излучения, то наличие туманности пульсарного ветра будет подтверждено.

Звездный мусор, окружающий пульсар, играет важную роль, сильно поглощая его рентгеновское излучение с более низкой энергией, что делает его необнаружимым в настоящее время. Модель предсказывает, что этот материал разойдется в течение следующих нескольких лет, что снизит его поглощающую способность. Таким образом, ожидается, что излучение пульсара появится примерно через 10 лет, что укажет на существование нейтронной звезды.

Где занять деньги онлайн: как быстро взять микрозайм без отказа в Украине

Читайте обзоры:

-->