В 1987 году мы видели взрыв звезды. JWST наконец нашел доказательства его остатков.
В 1987 году небо Земли осветилось редким зрелищем.
Взрыв света умирающей звезды, ставшей сверхновой, в Большом Магеллановом Облаке впервые стал виден в феврале. Это событие, находившееся всего в 168 000 световых лет от нас, было настолько ярким, что его можно было увидеть с поверхности нашей планеты невооруженным глазом – точечный укол света, который в последующие месяцы то становился ярче, то тускнел.
С тех пор затем материал, выброшенный во время сверхновой, которая теперь называется SN 1987A, продолжал развиваться, и его больше нельзя было увидеть, кроме как в телескопы, но его близость дала ученым беспрецедентный взгляд на непосредственные последствия и эволюцию массивной звездной смерти.
Однако возник совершенно вопиющий вопрос. Что случилось с остатком ядра звезды, тем ее куском, который должен был остаться нетронутым среди беспорядочных обломков ее взорвавшихся внутренностей? Что ж, теперь у нас, возможно, есть ответ.
Ученые, анализирующие данные космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), обнаружили неожиданное свидетельство существования нейтронной звезды, скрывающейся среди звездного мусора.
«Спасибо Благодаря превосходному пространственному разрешению и превосходным инструментам JWST мы впервые смогли исследовать центр сверхновой и то, что там было создано», — говорит астрофизик Клаас Франссон из Стокгольмского университета, возглавлявший исследование.
«Теперь мы знаем, что существует компактный источник ионизирующего излучения, скорее всего, нейтронная звезда. Мы искали его с момента взрыва, но нам пришлось ждать, пока JWST сможет проверить прогнозы.»
Коллапс ядра сверхновой массивной звезды — одно из самых жестоких событий в истории человечества. Вселенная. Эти сверхновые возникают, когда у огромной звезды, масса которой примерно в восемь раз превышает массу Солнца, заканчивается материал для термоядерного синтеза.
Как только термоядерный синтез затормозился настолько, что создаваемое ею внешнее давление становится малым. Не имея возможности противостоять внутреннему давлению гравитации, звезда становится каблуей.
Внешний материал выбрасывается в космос, но ядро звезды сжимается гравитацией внутрь, превращаясь в сверхплотный объект. Что представляет собой этот объект, зависит от начальной массы звезды. Расчеты показывают, что первоначальная звезда с массой от 8 до 30 солнечных может произвести нейтронную звезду. Еще тяжелее, и вы окажетесь в черной дыре.
Поскольку у нас нет такого места в первом ряду среди многих сверхновых, ученые с большим энтузиазмом наблюдали за ее развитием. Но из-за всего этого мусора было неясно, образовалась ли SN 1987A нейтронная звезда или черная дыра.
Ученые считали, что нейтронная звезда была более вероятной, но не смогли заглянуть в оставшуюся пыль. позади с достаточно высоким разрешением, чтобы подтвердить это.
JWST провел наблюдения за остатком знаменитой сверхновой в 2022 году, и Франссон и его команда обратились к ним в поисках ответов. Они использовали инфракрасные возможности мощного телескопа, чтобы заглянуть в обломки, а с помощью спектроскопии проанализировать состав газа в них.
Вокруг центра остатка сверхновой, недалеко от места, где произошел взрыв, они обнаружили что-то Удивительно: атомы тяжелого аргона и серы, чьи внешние электроны были лишены, — процесс, известный как ионизация.
Существует множество способов ионизации, которая влечет за собой добавление или удаление электронов. Команда провела моделирование и обнаружила, что в данном конкретном контексте существует только одно объяснение: нейтронная звезда.
Модели команды вернули два сценария нейтронной звезды. В первом случае мощное ультрафиолетовое и рентгеновское излучение очень горячей нейтронной звезды лишило электроны по мере охлаждения звезды.
Во втором ветры частиц, исходящие от быстро вращающейся нейтронной звезды, могли взаимодействовать с нейтронной звездой. окружающий материал для ионизации атомов.
«Наше обнаружение с помощью спектрометров MIRI и NIRSpec Джеймса Уэбба сильных ионизированных эмиссионных линий аргона и серы из самых «Центр туманности, окружающей сверхновую 1987А, является прямым свидетельством наличия центрального источника ионизирующего излучения. Наши данные могут быть сопоставлены только с нейтронной звездой в качестве источника энергии этого ионизирующего излучения», — говорит астроном Майк Барлоу из Университетского колледжа Лондона. .
«Тайна того, скрывается ли нейтронная звезда в пыли, длится уже более 30 лет, и удивительно, что мы ее разгадали».
Открытие является последовательным. с несколькими теориями о нейтронных звездах. Модели предполагают, что аргон и сера производятся в больших количествах внутри умирающей звезды непосредственно перед тем, как она взорвется сверхновой. Десятилетия назад учёные предсказали, что ультрафиолетовое и рентгеновское излучение в остатке сверхновой указывают на присутствие новорожденной нейтронной звезды.
Но никто не догадался, что мы можем найти ее именно так.
«Эта сверхновая продолжает преподносить нам сюрпризы», — говорит астрофизик Йозефин Ларссон из Королевского технологического института Швеции.
«Никто не предсказывал, что компактный объект будет обнаружен по сверхсильной эмиссионной линии аргона. так что забавно, что мы обнаружили это в JWST.
Открытие было опубликовано в журнале Science.
