Астрономія
Астрономія

Архівні дані «Чандри» і NuSTAR вказали на нейтронну зірку в залишках наднової

За допомогою здійснених у різні роки спостережень космічних обсерваторій «Чандра» і NuSTAR астрономи встановили, що залишки наднової SN 1987A належать до плеріонів. На це вказало синхротронне випромінювання, що, як вважається, утворилося через поглинання викидів пульсарною туманністю. Препринт статті доступний на сайті arXiv.org.

Що відомо про наднову SN 1987A?

У 1987 році астрономи побачити наднову SN 1987A, що спалахнула у Великій Магеллановій Хмарі. Відстань до неї складає приблизно 51,4 кілопарсек (167 600 світлових років). Ця подія стала першою надновою, видимою неозброєним оком, яка спалахнула в часи існування телескопів. Динамічна еволюція решток цієї наднової пов'язана із дуже неоднорідним навколозоряним середовищем, її глибоко досліджували на різних довжинах хвиль. Зокрема, рентгенівське випромінювання ідеально підходить для дослідження взаємодії ударної хвилі з навколозоряним середовищем та викидами очікуваного центрального компактного залишу (нейтронної зірки). Незважаючи на це, а також виявлення нейтрино, що також вказує на утворення нейтронної зірки, компактний об'єкт у SN87A все ще не виявлений. Найімовірніше, так сталося через занадто юний вік залишків. Викинутий під час вибуху матеріал усе ще має дуже високу густину, і відбита ударна хвиля, зароджена у зовнішніх оболонках залишку наднової ще не встигла нагріти внутрішні викиди. Таким чином, фотоелектричне поглинання цього багатого металом матеріалу може приховати рентгенівське випромінювання гіпотетичного компактного об’єкта.

Яке дослідження провели вчені?

Астрономи проаналізували спостереження обсерваторій «Чандра» і NuSTAR, проведені з 2012 по 2014 роки. Також вони використали симуляцію, щоб відтворити поглинання випромінювання всередині залишків і пов’язати їх зі спостереженим спектром. Вони виявили нетеплове синхротронне випромінювання з енергіями близько 10 − 20 кілоелектронвольт.

Рентгенівське випромінювання залишків наднової, отримане за допомогою двох телескопів. NASA / CXC

Рентгенівське випромінювання залишків наднової, отримане за допомогою двох телескопів. NASA / CXC

Що це означає?

Таке випромінювання може утворюватися у плеріонах, або пульсарний туманностях. У таких структурах розташований в центрі пульсар (нейтронна зірка, що обертається) створює вітри. Втім, це явище також можна пояснити прискоренням частинок вибуховою хвилею наднової. Єдина відмінність між двома сценаріями полягає в наявності додаткового компонента поглинання в пульсарній туманності. Він з’являється через наявність холодних викидів, що оточують передбачуваний компактний об’єкт.

Моделювання залишків. INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo / Salvatore Orlando

Моделювання залишків. INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo / Salvatore Orlando

У випадку, коли потік випромінювання створюється прискореними частинками, очікується, що рентгенівське і радіовипромінювання буде однаково змінюватися з часом. Синхротронне радіовипромінювання SN87A збільшилося на 15% у період між 2012 і 2014 роками, тоді як потік високоенергетичних рентгенівських променів майже не змінився. Крім того, для прискорення електронів, що випромінюють рентгенівські промені до спостережуваної максимальної енергії знадобилося б близько 390 років, тобто набагато більше, ніж вік SN87A. Таким чином, хоча дослідники і не змогли повністю виключити цей сценарій, найбільш вірогідним є версія про наявність нейтронної зірки у залишках наднової.

синхротронне
Електромагнітні хвилі, що випромінюються зарядженими частинками, які радіально прискорені, тобто рухаються криволінійною траєкторією.