Πρώτη άμεση ανίχνευση αστέρα νετρονίων που σχηματίστηκε στο Supernova SN 1987A  

Σε μια μελέτη που αναφέρθηκε πρόσφατα, οι αστρονόμοι παρατήρησαν το κατάλοιπο SN 1987A χρησιμοποιώντας Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST). Τα αποτελέσματα έδειξαν γραμμές εκπομπής ιονισμένου αργού και άλλων έντονα ιονισμένων χημικών ειδών από το κέντρο του νεφελώματος γύρω από το SN 1987A. Παρατήρηση τέτοιων ιόντων σημαίνει παρουσία ενός νεογέννητου νετρονίου αστέρι ως πηγή ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας στο κέντρο του υπολειμματικού σουπερνόβα.  

Ηθοποιοί γεννιούνται, γερνούν και τελικά πεθαίνουν με μια έκρηξη. Όταν το καύσιμο τελειώνει και η πυρηνική σύντηξη στον πυρήνα του άστρου σταματά, η βαρυτική δύναμη προς τα μέσα συμπιέζει τον πυρήνα για να συστέλλεται και να καταρρεύσει. Καθώς ξεκινά η κατάρρευση, σε λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου, ο πυρήνας συμπιέζεται τόσο πολύ που τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια συνδυάζονται για να σχηματίσουν νετρόνια και ένα νετρίνο απελευθερώνεται για κάθε νετρόνιο που σχηματίζεται. Σε περίπτωση που υπερμεγέθη αστέρια, ο πυρήνας καταρρέει σε σύντομο χρονικό διάστημα με μια ισχυρή, φωτεινή έκρηξη που ονομάζεται σουπερνόβα. Η έκρηξη των νετρίνων που παράγεται κατά τη διάρκεια της κατάρρευσης του πυρήνα διαφεύγει προς τα έξω χώρος ανεμπόδιστο λόγω της μη αλληλεπιδραστικής φύσης του με την ύλη, μπροστά από τα φωτόνια που είναι παγιδευμένα στο πεδίο, και λειτουργεί ως φάρος ή έγκαιρη προειδοποίηση για μια πιθανή οπτική παρατήρηση σουπερνόβα έκρηξη σύντομα 

SN 1987A ήταν το τελευταίο συμβάν σουπερνόβα που παρατηρήθηκε στον νότιο ουρανό τον Φεβρουάριο του 1987. Ήταν το πρώτο τέτοιο συμβάν σουπερνόβα ορατό με γυμνό μάτι από τότε του Κέπλερ το 1604. Βρίσκεται σε απόσταση 160 000 ετών φωτός από τη Γη στο κοντινό Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου (δορυφόρος γαλαξίας του Γαλαξία), ήταν ένα από τα λαμπρότερα αστέρια που εκρήγνυνται εδώ και περισσότερα από 400 χρόνια που φώτιζε με τη δύναμη 100 εκατομμυρίων ηλίων για αρκετούς μήνες και παρείχε μοναδική ευκαιρία να μελετηθούν οι φάσεις πριν, κατά τη διάρκεια και μετά τον θάνατο ενός αστέρι.   

Το SN 1987A ήταν μια σουπερνόβα κατάρρευσης πυρήνα. Η έκρηξη συνοδεύτηκε από εκπομπή νετρίνων η οποία ανιχνεύθηκε από δύο ανιχνευτές νερού Cherenkov, το Kamiokande-II και το πείραμα Irvine-MichiganBrookhaven (IMB) περίπου δύο ώρες πριν από την οπτική παρατήρηση. Αυτό υποδηλώνει ότι ένα συμπαγές αντικείμενο (ένας αστέρας νετρονίων ή μαύρη τρύπα) θα έπρεπε να είχε σχηματιστεί μετά την κατάρρευση του πυρήνα, αλλά κανένα αστέρι νετρονίων μετά το συμβάν SN 1987A ή οποιαδήποτε άλλη τέτοια πρόσφατη έκρηξη σουπερνόβα δεν ανιχνεύθηκε ποτέ άμεσα. Ωστόσο, υπάρχουν έμμεσα στοιχεία για την παρουσία ενός αστέρα νετρονίων στο υπόλοιπο.   

Σε μια μελέτη που αναφέρθηκε πρόσφατα, οι αστρονόμοι παρατήρησαν το κατάλοιπο SN 1987A χρησιμοποιώντας Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST). Τα αποτελέσματα έδειξαν γραμμές εκπομπής ιονισμένου αργού και άλλων έντονα ιονισμένων χημικών ειδών από το κέντρο του νεφελώματος γύρω από το SN 1987A. Παρατήρηση τέτοιων ιόντων σημαίνει παρουσία ενός νεογέννητου αστέρα νετρονίων ως πηγής υψηλής ενέργειας ακτινοβολίας στο κέντρο του υπολειμματικού σουπερνόβα.  

Αυτή είναι η πρώτη φορά που ανιχνεύονται τα αποτελέσματα της εκπομπής υψηλής ενέργειας από το νεαρό αστέρι νετρονίων. 

*** 

Πηγές:  

1. Fransson C., et al 2024. Γραμμές εκπομπής λόγω ιονίζουσας ακτινοβολίας από συμπαγές αντικείμενο στο υπόλειμμα του Supernova 1987A. ΕΠΙΣΤΗΜΗ. 22 Φεβρουαρίου 2024. Τόμος 383, Τεύχος 6685 σελ. 898-903. DOI: https://doi.org/10.1126/science.adj5796  

2. Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης. Νέα -Το τηλεσκόπιο James Webb ανιχνεύει ίχνη αστέρα νετρονίων σε εμβληματική σουπερνόβα. 22 Φεβρουαρίου 2024. Διαθέσιμο στο https://www.su.se/english/news/james-webb-telescope-detects-traces-of-neutron-star-in-iconic-supernova-1.716820  

3. ESA. Το News-Webb βρίσκει στοιχεία για ένα αστέρι νετρονίων στην καρδιά ενός νεαρού υπολείμματος σουπερνόβα. Διαθέσιμο στο  https://esawebb.org/news/weic2404/?lang   

***