
使用詹姆斯·韦伯太空望远镜((JWST),天文学家在一场恒星爆炸的残骸中发现了一个中子星后,结束了将近十年的天体捉迷藏游戏。
Supernova 1987a代表了一颗爆炸恒星的遗体,该恒星曾经的质量约为太阳的8至10倍。它位于大麦芽云中约有170,000光年,这是一个矮人的Galaxy邻居银河系。 Supernova 1987a于37年前于1987年首次被天文学家发现,因此是其名称的数字方面。随着它的爆炸,Supernova 1987a首先用称为中微子的幽灵颗粒淋上了地球,然后在明亮的光线下变得可见。这使其成为在地球上夜空中最接近,最亮的超新星,大约400年。
诸如此类的超新星爆炸是用碳,氧,硅和铁等元素播种宇宙的。这些元素最终成为下一代恒星和行星的基础,甚至可以形成分子,这些分子可能有一天成为我们所知道的生活不可或缺的一部分。这些爆炸还以中子星的形式出生紧凑型恒星残留物或黑洞; 37年来,天文学家尚未知道这些可能潜伏在Supernova 1987a的核心。
“很长一段时间以来,我们一直在寻找Supernova 1987a气体和尘埃中的中子星的证据,”现场物理与天文学教授,这一发现背后的团队的一部分迈克·巴洛(Mike Barlow)告诉Space.com.com.com。 “最后,我们有了我们一直在寻找的证据。”
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中子星如何隐藏40年?
当大量恒星耗尽其核融合所需的燃料供应时,中子星是诞生的。这切断了从这些恒星的岩心流出的向外能量,从而保护它们免于在自己的重力下崩溃。
随着恒星核心的崩溃,巨大的超新星爆炸爆发了恒星的外层,将它们炸开。这留下了像地球上普通城市一样宽的“死”之星,但质量约为太阳的一两次。恒星最终由中子颗粒的流体组成,中子颗粒是宇宙中最密集的已知物质。
然而,通过室内中子之间发生的量子效应,支持中子恒星完全崩溃。这些效果阻止中子挤在一起。如果恒星芯具有足够的质量,或者中子恒星创建后,就可以克服这种所谓的“中子退化压力”,或者如果中子恒星堆积更多的质量。这将导致一个黑洞的诞生(如果未达到最低质量,那将不会发生。)
科学家相当确定,超新星1987a中的对象是中子星,但他们不能排除这位新去世的恒星的可能性,至少正如我们在170,000年前看到的那样,他们并没有聚集群众将自己转变为黑洞。
巴洛说:“另一种可能性是,插入物质可能被吸收到中子恒星上,并导致它倒入黑洞。因此,黑洞是可能的替代情况。” “插入材料产生的光谱不是解释我们看到的发射的正确类型。”
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这位新确定的中子恒星避免了37年的检测,因为作为新生儿,它仍然被超新星爆炸期间发射的厚厚的气体和灰尘所包围,这标志着其祖细胞之星的死亡thro虫。
巴洛说:“在爆炸后随后的几年中,超新星凝结了大约一半太阳尘的事实,这使发现受到了阻碍。” “这种尘埃起到了Supernova 1987a中心的屏幕视线范围。”
灰尘在阻断红外光方面的有效性要比阻止可见光的灰尘要小得多。因此,要透过这个死亡裹尸布并进入Supernova 1987a的心脏,Barlow及其同事转向了高度敏感的红外线JWST,特别是望远镜的中红外仪器和近红外光谱仪。
这位隐藏中子恒星的吸烟枪证据与来自Supernova 1987a中心的元素和硫的排放有关。这些元素被电离,这意味着它们已经从原子中剥离了电子。巴洛说,这种电离可能仅由于中子恒星发出的辐射而发生。
排放使团队能够限制曾经隐藏的中子星的亮度或发光度。他们确定它是太阳亮度的十分之一。
该团队可能已经确定中子星是由Supernova 1987a诞生的,但并没有解决该中子之星的所有奥秘。
那是因为用作吸烟枪的氩和硫的电离本可以是由中子恒星以两种方式引起的。通过快速旋转的中子恒星沿着带电颗粒的风加速到近光速,可能与周围的超新星材料相互作用,从而导致电离。或者,由热中子恒星的百万度表面发出的紫外线和X射线光可能使电子从原子中剥离,而在此恒星残骸的中心。
如果以前的情况是正确的,那么Supernova 1987a中心的中子星实际上是一个被脉冲星风云包围的脉冲星。脉冲星几乎是旋转的中子星。但是,如果后一种情况是这些排放的正确配方,那么这个紧密的超新星诞生了一个“裸”或“裸”的中子星,其表面将直接暴露于太空。
巴洛(Barlow)建议,研究人员可以通过用JWST的NIRSPEC仪器对Supernova 1987a的心脏进行进一步的红外观察,从而区分裸露的中子星和一件被脉冲星云的衣服区分开。
他总结说:“我们现在有一个正在收集数据的程序,该程序将获得近红外分辨率的3或4倍的数据。” “因此,通过获得这些新数据,我们可能能够区分已提出的两个模型来解释由中子恒星提供动力的发射。”
该团队的研究于周四(2月22日)在《杂志》上发表科学。
最初发布space.com。