Astronomové objevují osamělou neutronovou hvězdu se zvědavou minulostí

Nová pozorování pomohla astronomům identifikovat zdroj 2 000 let staré exploze supernovy. Zdá se však, že tento výbuch a neutronová hvězda, která ho vytvořila, mají zvláštní historii, která popírá vysvětlení.

Vědci objevili zbytky supernovy nazvané E0102 v 80. letech, která se nachází v Malém Magellanově mračnu více než 200 000 světelných let od Země. Nyní data z rentgenové observatoře Chandra a velmi velkého dalekohledu Evropské jižní observatoře (VLT) v Chile umožnily astronomům potvrdit přítomnost neutronové hvězdy uvnitř jejího vlastního věnce plynu emitujícího viditelné světlo.

Tento obrázek zbytku supernovy dabovaného E0102 ukazuje rentgenové (modré) a viditelné světlo (červené a zelené). Vogt a jeho kolegové tvrdí, že slabým zdrojem rentgenového záření ve středu červeného prstence je neutronová hvězda, původce supernovy. Větší rentgenový prstenec byl spatřen dříve, ale nová data z Velkého dalekohledu vedla k objevu menšího prstence, který emituje viditelné světlo v úzkém rozmezí červených vlnových délek. Zeleně emitující plyn jsou vnější kusy hvězdy vypuzené během exploze supernovy.
Rentgen: (NASA / CXC / ESO / F. Vogt et al); Optické: (ESO / VLT / MUSE & NASA / STScI)

Tato neutronová hvězda nemá hvězdného společníka. Ještě zajímavější je, že rozdrcený hvězdný zbytek nevydává rádiové pulzy nebo rentgenové paprsky s vysokou energií, což znamená, že pravděpodobně má slabé magnetické pole, což z něj činí jedinou neutronovou hvězdu s těmito vlastnostmi, která se objeví mimo Mléčnou Tak daleko.

Neutronová hvězda je mimo střed s ohledem na obrovskou rentgenovou vlnu, která ji obklopuje, která se šíří směrem ven vesmírem výbuchem supernovy. Astronomové již dlouho věděli, že výbuchy supernov mohou být asymetrické. „V takových případech může být neutronová hvězda„ opálena “opačným směrem, “ říká Fr d ric Vogt (Evropská jižní observatoř, Chile). V E0102 by takový kop mohl vytlačit neutronovou hvězdu z její centrální polohy.

"Trochu jako ohňostroj, " říká Vogt. "Pokud vezmete jednu z těch velkých explodujících a položíte ji na podlahu, když černý prášek exploduje, okolní lepenka letí opačným směrem od úderu."

Když se Vogt a jeho kolegové podrobněji podívali na zbytek ve viditelném světle pomocí VLT, spatřili mimo středový kroužek plynu emitujícího viditelné světlo. To podnítilo další pohled na četná rentgenová pozorování E0102, což je doba expozice téměř čtyři dny, která dříve odhalila zdroj rentgenových paprsků ve středu červeného prstence. Vogt a jeho kolegové v 2. dubnu online vydání časopisu Nature Astronomy (přečtěte si článek předtiště zde), že tento zdroj je ve skutečnosti neutronová hvězda, která byla vytvořena při explozi supernovy.

Pokud byla neutronová hvězda vyhozena ze své centrální polohy ve zbytku supernovy, odkud přišel červený kruh plynu? Gravitační pole neutronové hvězdy nemůže odpovídat za umístění býčích očí jeho gravitace je příliš slabá na to, aby vydržela plynné trosky, které se šíří směrem ven a jsou již 3 světelné roky daleko .

Dalším možným vysvětlením je, že prsten se pohyboval spolu s neutronovou hvězdou od supernovy. Takový scénář je však extrémně nepravděpodobný, protože by to vyžadovalo, aby se prsten a neutronová hvězda pohybovaly stejnou rychlostí a stejným směrem v průběhu tisíciletí.

„Těžko vysvětlit umístění a povahu tohoto prstence plynu, pokud se neutronová hvězda pohybuje po vesmíru rychlostí několika stovek kilometrů za sekundu poté, co byla vykořena během exploze supernovy, “ říká Vogt.

Pravděpodobnější scénář je, že neutronová hvězda je nyní tam, kde došlo k explozi; Data VLT ukazují, že ani on, ani červený kroužek se významně nepohnul; plyn uvnitř červeného kruhu emise se časem jednoduše rozšiřuje. Toto vysvětlení by však nezohlednilo umístění neutronových hvězd mimo střed v rentgenovém kruhu.

Tento problém lze vyřešit zjištěním, kde k explozi skutečně došlo. Aby to bylo možné, vědci by museli explozi zahrát dozadu. Jiný tým to dělá pomocí archivních obrázků z Hubbleova kosmického dalekohledu ke sledování pohybu trosek v průběhu času. Vědci také shromažďují nová data, která jim umožní zjistit přesnou polohu supernovy. Pokud se ukáže, že supernova proběhla v současné poloze neutronové hvězdy, budou mít vědci klíč k vyřešení hádanky.