Neutronska zvijezda navršila tek 37 godina

Svemirski teleskop James Webb pronašao je dosad najbolje dokaze o emisiji neutronske zvijezde na mjestu nedavno opažene supernove. Supernova, poznata kao SN 1987A, dogodila se 160.000 svjetlosnih godina od Zemlje u Velikom Magellanovom oblaku. SN 1987A primijećena je na Zemlji 1987. godine, što je prva supernova koja je bila vidljiva golim okom od Keplerove supernove iz 1604. godine, koja je promatrana bez teleskopa.

SN 1987A je tip II supernove, što znači da su zbijeni ostaci u njenoj jezgri formirali ili neutronsku zvijezdu ili crnu rupu. Prethodno su pronađene indikacije za prisutnost neutronske zvijezde, ali ovo je prvi put da su otkriveni učinci emisije visoke energije iz mlade neutronske zvijezde.

Obično kada govorimo o starosti astronomskih objekata, to je u milijunima ili milijardama godina, tako da je pronaći nešto tako mlado jako čudno. Još je čudnije to što se može pratiti do određenog datuma, 23. veljače 1987., što znači da je iz perspektive našeg opažanja prošli petak upravo napunila 37. rođendan.

Otprilike dva sata prije promatranja vidljivog svjetla SN 1987A, tri zvjezdarnice diljem svijeta vidjele su eksploziju neutrina koja je trajala nekoliko sekundi. Prasak neutrina malo prije nego što je uočena vidljiva svjetlost iz SN 1987A povezan je s istim događajem supernove.

Claes Fransson sa Sveučilišta u Stockholmu, glavni autor ove studije, objašnjava: „Iz teoretskih modela SN 1987A, eksplozija neutrina od deset sekundi opažena neposredno prije supernove implicira da je to neutronska zvijezda ili crna rupa nastala u eksploziji. Ali nismo uočili nikakav uvjerljiv potpis takvog novorođenog objekta od eksplozije supernove. S Webbom smo sada pronašli izravne dokaze za emisiju koju je pokrenuo novorođeni kompaktni objekt, najvjerojatnije neutronska zvijezda.”

Tim je koristio spektrograf srednje rezolucije (MRS) Webbovog instrumenta MIRI, u čijem razvoju su pomogli članovi istog tima. MRS je vrsta instrumenta poznata kao integralna terenska jedinica (IFU). IFU-ovi su u mogućnosti prikazati objekt i uzeti njegov spektar u isto vrijeme. Instrument bilježi spektar u svakom pikselu, omogućujući promatračima da vide spektroskopske razlike na objektu. Spektralna analiza rezultata pokazala je snažan signal zbog ioniziranog argona iz središta izbačenog materijala koji okružuje izvorno mjesto SN 1987A.

Naknadna opažanja korištenjem Webbovog NIRSpec (Near Infrared Spectrograph) IFU moda, na kraćim valnim duljinama, ukazuju na jače ionizirane kemijske vrste, uključujući pet puta ionizirani argon (što znači atome argona koji su izgubili pet od svojih 18 elektrona). Za formiranje takvih iona potrebni su fotoni visoke energije, a ti fotoni moraju doći odnekud. "Da bi se stvorili ovi ioni koje smo promatrali u izbacivanju, bilo je jasno da mora postojati izvor visokoenergetskog zračenja u središtu ostatka SN 1987A," rekao je Fransson.

Ove godine planirano je više promatranja SN 1987A, s Webbom i zemaljskim teleskopima. Istraživački tim se nada da će studija koja je u tijeku dati više jasnoće o tome što se točno događa u srcu ovog ostatka supernove, što će potaknuti razvoj detaljnijih modela i u konačnici omogućiti astronomima da bolje razumiju ne samo SN 1987A, već i sve supernove s kolapsom jezgre.