Анализ архивных наблюдений космических обсерваторий «Чандра» и NuSTAR позволил астрономам сделать важный вывод о природе остатков сверхновой SN 1987A. Согласно новому исследованию, эти остатки представляют собой плерион, или пульсарную туманность, что является косвенным, но убедительным свидетельством присутствия в их центре нейтронной звезды. Ключевым аргументом стало обнаружение характерного нетеплового синхротронного излучения, которое, как полагают ученые, генерируется в окрестностях компактного объекта.
Препринт научной работы, подробно описывающей это открытие, опубликован на портале arXiv.org.
Историческая сверхновая SN 1987A
Вспышка сверхновой SN 1987A, зарегистрированная в 1987 году в соседней галактике Большое Магелланово Облако, стала знаковым событием для современной астрономии. Она расположена на расстоянии около 167 600 световых лет от Земли и была первой сверхновой, видимой невооруженным глазом со времен изобретения телескопа.
Этот объект предоставил ученым уникальную возможность детально изучить динамику эволюции остатков сверхновой в неоднородной околозвездной среде. Особенно ценными оказались рентгеновские наблюдения, которые идеально подходят для исследования взаимодействия ударных волн с веществом и поиска центрального компактного остатка — нейтронной звезды, которая должна была образоваться в результате коллапса ядра массивного светила. Подтверждением этого процесса стало также детектирование нейтринного всплеска во время взрыва.
Однако, несмотря на многолетние поиски, сам компактный объект так и не был обнаружен напрямую. Основная гипотеза объясняет это молодостью остатков: плотные выбросы от взрыва все еще окружают центральную область, а отраженная ударная волна еще не успела нагреть внутренние слои вещества. В результате богатый металлами материал эффективно поглощает рентгеновское излучение, которое могло бы исходить от гипотетической нейтронной звезды, скрывая ее от наблюдателей.
Методология нового исследования
Чтобы пролить свет на эту загадку, международная группа астрономов провела тщательный повторный анализ данных, собранных рентгеновскими телескопами «Чандра» и NuSTAR в период с 2012 по 2014 годы.
Обратите внимание: Что происходит со звездами,когда они умирают. Или что такое вспышка сверхновой.Интересные факты о космосе..
Ученые не просто изучили наблюдения, но и создали специальную компьютерную симуляцию, моделирующую процесс поглощения излучения внутри остатков. Сопоставление результатов моделирования с реальным наблюдаемым спектром позволило выявить важную особенность — присутствие нетеплового синхротронного излучения с высокой энергией в диапазоне 10-20 килоэлектронвольт.
Рентгеновское излучение остатков сверхновой, полученное с помощью двух телескопов. NASA/CXCИнтерпретация результатов: пульсарная туманность
Обнаруженное синхротронное излучение является типичным признаком плериона — туманности, питаемой энергией центрального пульсара (быстро вращающейся нейтронной звезды). В такой системе мощные ветры от пульсара разгоняют заряженные частицы до релятивистских скоростей, заставляя их излучать в рентгеновском диапазоне в сильных магнитных полях.
Исследователи рассмотрели и альтернативное объяснение: ускорение частиц фронтом ударной волны самой сверхновой. Ключевое различие между двумя сценариями заключается в наличии дополнительного компонента поглощения, который возникает в модели с пульсарной туманностью из-за холодных выбросов, окружающих компактный объект.
Моделирование остатков. INAF-Oservatorio Astronomico di Palermo / Salvatore OrlandoДва независимых фактора склонили чашу весов в пользу версии с нейтронной звездой. Во-первых, если бы излучение создавалось частицами, ускоренными ударной волной, то интенсивность рентгеновского и радиоизлучения изменялась бы синхронно. Однако наблюдения показали, что с 2012 по 2014 год синхротронное радиоизлучение выросло на 15%, в то время как поток высокоэнергетических рентгеновских лучей остался практически неизменным. Во-вторых, расчеты продемонстрировали, что для разгона электронов до энергий, необходимых для наблюдаемого рентгеновского излучения, в сценарии с ударной волной потребовалось бы около 390 лет, что значительно превышает текущий возраст остатков SN 1987A.
Таким образом, хотя полностью исключить альтернативный сценарий пока нельзя, совокупность данных делает гипотезу о существовании нейтронной звезды в сердце исторической сверхновой наиболее вероятной. Это открытие завершает многолетние поиски компактного остатка одного из самых изученных звездных взрывов в истории.
Если для вас было интересно прочитать этот материал, подпишитесь на канал, поставьте лайк или прокомментируйте. Я буду очень благодарен!
Читайте:
Ученые хотят создать ковчега на Луне
Найденный в кратере Чиксулуба иридий подтверждает теорию вымирания динозавров
#космос #астрономия #чандра #моделирование #вселенная #звезда #сверхновая #публикация
Больше интересных статей здесь: Звезды.
Источник статьи: Архивные данные «Чандры» и NuSTAR указали на нейтронную звезду в остатках сверхновой.