Slika rentgenskega opazovalnika Chandra iz ostanka supernove Kasiopeja A. Kredit: NASA / CXC
Ostank Supernove Kasiopeja A (Cas A) je že od nekdaj bila enigma. Medtem ko je bila eksplozija, ki je ustvarila to supernovo, očitno močan dogodek, je bila vidna svetlost izbruha, ki se je zgodil pred več kot 300 leti, precej manjša od običajne supernove - in v resnici je bila spregledana v 1600-ih - in astronomi ne vedo zakaj. Druga skrivnost je, ali je eksplozija, ki je povzročila Cas A, pustila za seboj nevtronsko zvezdo, črno luknjo ali sploh nič. Toda leta 1999 so astronomi v jedru Casa A. odkrili neznani svetel predmet. Zdaj nova opazovanja z rentgenskim opazovalnikom Chandra kažejo, da je ta objekt nevtronska zvezda. Toda enigme se tu ne končajo: ta nevtronska zvezda ima ogljikovo atmosfero. To je takšna atmosfera prvič zaznana okoli tako majhnega, gostega predmeta.
Predmet v jedru je zelo majhen - le približno 20 km širok, kar je bilo ključno za njegovo identifikacijo kot nevtronsko zvezdo, je dejal Craig Heinke z univerze v Alberti. Heinke je soavtor z Wynn Ho z univerze v Southamptonu v Veliki Britaniji, ki je objavljen v reviji Nature 5. novembra.
"Edini dve vrsti zvezd, ki ju poznamo, sta majhni, nevtronske zvezde in črne luknje," je Heinke povedal za Space Magazine. "Lahko izključimo, da gre za črno luknjo, saj nobena svetloba ne more ubežati iz črnih lukenj, zato so kakršni koli rentgenski žarki, ki jih vidimo iz črnih lukenj, dejansko iz materiala, ki pade dol v črno luknjo. Takšni rentgenski žarki bi bili zelo variabilni, saj istega materiala nikoli ne vidite dvakrat, vendar ni svetlobnih nihanj tega predmeta. "
Heinke je dejal, da je rentgenski observatorij Chandra edini teleskop, ki ima dovolj oster vid, da lahko opazuje ta objekt znotraj tako svetlega ostanka supernove.
Toda najbolj nenavaden vidik te nevtronske zvezde je njena atmosfera ogljika. Nevtronske zvezde so večinoma narejene iz nevtronov, vendar imajo na površini tanko plast normalne snovi, vključno s tanko 10 cm zelo vročo atmosfero. V preteklih študijah nevtronske zvezde imajo atmosfero vodika, kar je pričakovano, saj intenzivna gravitacija nevtronske zvezde stratificira atmosfero, na vrh pa postavi najlažji element, vodik.
A s tem predmetom v Casu A. ni tako.
"Uspeli smo izdelati modele za rentgensko sevanje nevtronske zvezde z več različnimi možnimi atmosferami," je v elektronskem sporočilu dejal Heinke. "Samo ogljikova atmosfera lahko razloži vse podatke, ki jih vidimo, zato smo precej prepričani, da ima nevtronska zvezda ogljikovo atmosfero, prvič ko smo na nevtronski zvezdi videli drugačno atmosfero."
Umetnikov vtis nevtronske zvezde v Casu A prikazuje majhen obseg ogljikove atmosfere. Zemljino ozračje je prikazano v istem merilu kot nevtronska zvezda. Zasluge: NASA / CXC / M.Weiss
Kako torej Heinke in njegova ekipa pojasnjujejo pomanjkanje vodika in helija na tej nevtronski zvezdi? Zamenjajte Cas A kot dojenčka.
"Mislimo, da razumemo, da ga zaradi resnično mlade starosti tega predmeta - vidimo v starosti le 330 let, v primerjavi z drugimi nevtronskimi zvezdami, stare več tisoč let," je dejal. "Med eksplozijo supernove, ki je ustvarila to nevtronsko zvezdo (ko se jedro zvezde zruši na objekt velikosti mesta, z neverjetno visoko gostoto višjo od atomskih jeder), se je nevtronska zvezda segrela na visoke temperature, do milijardo stopinj. Zdaj se je ohladilo na nekaj milijonov stopinj, vendar menimo, da so njegove visoke temperature zadostovale za nastanek jedrske fuzije na površini nevtronske zvezde, ki sta spajala vodik in helij na ogljik. "
Zaradi tega odkritja imajo raziskovalci zdaj dostop do celotnega življenjskega cikla supernove in bodo izvedeli več o vlogi, ki jo eksplodirajo zvezde pri ličenju vesolja. Na primer, večina mineralov, ki jih najdemo na Zemlji, so proizvodi supernov.
"To odkritje nam pomaga razumeti, kako se nevtronske zvezde rojevajo v silovitih eksplozijah supernove," je dejala Heinke.
Vir: Intervju s Craigom Heinkejem
