Меню

Так нейтронные звезды или черные дыры?

С тех пор, как 24 февраля 1987 года астрономы зафиксировали яркий взрыв вблизи Млечного Пути, исследователи начали искать раздавленное ядро звезды. Группа астрономов, использующая данные космических миссий НАСА, а также наземные телескопы, возможно, нашла ее остаткити.

Нейтронные звезды

Будучи первой сверхновой, видимой невооруженным глазом, 1987A (или чаще 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-спутнике нашего Млечного Пути, примерно в 170 000 световых лет от Земли.

Самый молодой пульсар в мире

Снначала астрономы наблюдали, как обломки разлетались от места взрыва, а потом приступили к поискам того, что должно было остаться: нейтронную звезду.

Данные рентгеновской обсерватории Чандра НАСА и ранее неопубликованные данные Ядерной спектроскопической телескопической системы (NuSTAR) в сочетании с данными наземной большой миллиметровой матрицы (ALMA) в Атакаме, теперь представляют собой интригующую коллекцию доказательств существования нейтронной звезды в центре SN 1987A.

«В течение 34 лет астрономы просеивали снимки обломков SN 1987A, чтобы найти нейтронную звезду», - делится своими впечатлениями руководитель исследования Эмануэле Греко из Университета Палермо в Италии.

«Было много намеков, которые оказались тупиковыми, но мы думали, что наши последние результаты могут быть другими».

Когда звезда взрывается, она схлопывается в саму себя, внешние слои уносятся в космос. Сжатие ядра превращает ее в необычайно плотный объект с массой Солнца, размером 10-15 км в поперечнике. Такие объекты получили название «нейтронная звезда», так как они почти полностью состоят из «плотных» нейтронов. По сути, это лаборатории экстремальной физики, которую невозможно повторить в земных условиях.

Быстро вращающиеся и сильно намагниченные нейтронные звезды, называемые пульсарами, производят подобный маяку луч излучения, который астрономы легко фиксируют.

Правда, существует подмножество пульсаров, создающих ветер на своей поверхности - иногда почти со скоростью света - сложные структуры из заряженных частиц и магнитных полей, так называемые «туманности пульсарного ветра».

Что обнаружили

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

Самая молодая черная дыра в мире

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

Описываеемое рентгеновское исследование подтверждает версию пульсарной туманности ветра - это означает, что нейтронная звезда должна быть там. Прежде всего из-за того, что яркость рентгеновских лучей более высоких энергий оставалась примерно неизменной на протяжении 2012-2014 годов, тогда как радиоизлучение, зарегистрированное с помощью компактной решетки телескопа в Австралии, увеличилось. Что, естественно, противоречит ожиданиям сценария взрывной волны. Далее, по оценкам астрономов, для ускорения электронов до самых высоких энергий, наблюдаемых NuSTAR, потребуется почти 400 лет, что более чем в 10 раз превышает возраст исследуемого объекта.

«Астрономы задавались вопросом, не прошло ли достаточно времени для формирования пульсара, даже если SN 1987A создала черную дыру», - сокрушается Марко Мичели из Университета Палермо.

Данные Chandra и NuSTAR также подтверждают результат ALMA 2020 года, который предоставил возможные доказательства структуры пульсарной туманности в миллиметровом диапазоне длин волн. Хотя у этой «капли» есть и другие возможные объяснения, ее все же идентификация как пульсарная туманность ветра. А значит появилась новая нейтронная звезда.

Если речь идет о пульсаре в центре SN 1987A, тто он является самым молодым аналоговым объектом, зарегистрированным астрономами.

«Возможность наблюдать пульсар практически с момента его рождения была бы беспрецедентной», - надеется Сальваторе Орландо из Палермской астрономической обсерватории. - «Это уникальная возможность изучить развитие пульсара-ребенка».

Что представляет собой N 1987A

Центр SN 1987A окружен газом и пылью. Авторы использовали новейшее моделирование, чтобы понять, как материал нейтронной звезды будет поглощать рентгеновские лучи с разными энергиями. Данный подход позволяет более точно интерпретировать данный спектр с разными энергиями. То есть косвенным образом определить границы звезды, точнее говоря, затемняющего материала.

Самая молодая Сверхновая в мире

Как это часто бывает, требуются дополнительные данные, чтобы подтвердить гипотезу туманности. Увеличение радиоволн, сопровождаемое рентгеновскими лучами относительно высоких энергий в будущих наблюдениях, станет аргументом против этой идеи. С другой стороны, если астрономы наблюдают уменьшение высокоэнергетического рентгеновского излучения, то наличие пульсарной туманности будет подтверждено.

Звездные обломки, окружающие пульсар, играют важную роль, так как поглощают рентгеновское излучение с более низкой энергией, - таким образом нейтронная звезда становится видимой.

Модель предсказывает, что выброшенный материал разойдется в течение ближайших нескольких лет, что снизит поглощающую способность объекта. Таким образом, ожидается, что излучение пульсара появится примерно через 10 лет - рождение новой нейтронной звезды.

Добавил:Всеволод Гордиенко Дата:2021-02-25 Раздел:Астрономия