Астрономи спостерігали молоду мертву зірку після вибуху SN 1987A. Дослідження опубліковано у Science.
Міжнародна група астрономів за допомогою телескопа «Джеймс Вебб» представила перші прямі спостереження, що підтверджують формування нейтронної зірки в центрі наднової SN 1987. Формування компактного об’єкта передбачала теорія та непрямі спостереження, але протягом 37 років дослідникам не вдавалося підтвердити теорію прямими спостереженнями.
SN 1987А — найближча до Землі наднова, що спостерігалася за останні 400 років. Зірка була розташована так близько, що сяйво вибуху в лютому 1987 можна було побачити на нічному небі неозброєним оком. Наднова сформувалася внаслідок загибелі масивної зірки, розташованої у Великій Магеллановій Хмарі — карликовій галактиці, розташованій на відстані близько 160 тис. світлових років від Землі.
Анотоване зображення наднової SN 1987A. Фото: NASA, ESA, CSA, M. Matsuura (Cardiff University), R. Arendt (NASA’s Goddard Spaceflight Center & University of Maryland, Baltimore County), C. Fransson (Stockholm University), J. Larsson (KTH Royal Institute of Technology), A. Pagan (STScI)
Приблизно за дві години до першого спостереження SN 1987A у світлі обсерваторії зареєстрували сплеск нейтрино, що тривав лише кілька секунд. Теорія передбачала, що це пов’язано з колапсом зірки, який мав породити або нейтронну зірку, або чорну дірку. Десятиліттями після вибуху астрономи безуспішно шукали доказів існування компактного об’єкта. Непрямі ознаки вказували, що у центрі вибуху сформувалася нейтронна зірка, але спостерігати її безпосередньо різних довжинах хвиль не виходило.
SN 1987A стала одним із перших об’єктів, які вивчив «Вебб» після запуску. Вчені спостерігали за залишком наднової 16 липня 2022 за допомогою спектрографа приладу середнього інфрачервоного діапазону (MIRI) телескопа. Цей прилад одночасно відображає об’єкт та фіксує спектр випромінювання для кожного пікселя.
Знімок залишку наднової SN 1987А, отриманий камерою ближнього інфрачервоного діапазону «Вебба», (ліворуч), випромінювання іонізованого аргону в середньому (праворуч зверху) та ближньому інфрачервоному діапазоні. Зображення: NASA, ESA, CSA, STScI, Claes Fransson (Stockholm University), Mikako Matsuura (Cardiff University), M. Barlow (UCL), Patrick Kavanagh (Maynooth University), Josefin Larsson (KTH)
Спектральний аналіз показав сильний сигнал, що походить від іонізованого аргону в центрі розкиданого вибухом матеріалу, що оточує «епіцентр» SN 1987A. Наступні спостереження в ближньому інфрачервоному діапазоні показали ще сильніше іонізовані хімічні елементи, зокрема п’ятиразово іонізований аргон — атоми газу, що втратили п’ять з 18 електронів. Для формування таких іонів потрібні високоенергетичні фотони.
Дослідники зазначають, що це перше спостереження високоенергетичного випромінювання молодої нейтронної зірки. Вони продовжать вивчати об’єкт і сподіваються, що аналіз дозволить уточнити моделі колапсу зірок під час вибуху наднових, краще зрозуміти не лише SN 1987A, а й усі схожі зіркові вибухи.