终于!韦伯望远镜从超新星1987A中发现一颗中子星

知新了了 2024-02-26 16:46:54

不知道大家是否看过1987年发现SN1987A的图像。这是一颗恒星的爆炸,一颗位于大麦哲伦云中的超新星。在随后的几十年里,它受到了密切监测,特别是不断膨胀的碎片云。预测表明,核心可能有一颗中子星,甚至是一个黑洞,但望远镜的分辨率不足以捕捉到任何东西。但现在,我们有了詹姆斯·韦伯太空望远镜,并使用其更强大的技术,终于探测到了中子星的迹象。

超新星是宇宙中最壮观、最剧烈的爆炸之一,它标志着一颗大质量恒星生命的结束。它们释放出大量的能量和辐射,在爆炸的那一刻,它们发出的光可以超过宿主星系中所有恒星发出的光的总和。这是II型超新星,正是这种现象将1987A带到了我们的天空。

1987A发生在大约16万光年外的大麦哲伦星云中,于1987年2月首次被观测到。它继续变亮,直到三个月后的5月达到亮度峰值。它甚至可以用肉眼看到,这是自1604年开普勒发现超新星以来的第一次。在可见光信号被探测到之前,三个天文台探测到了中微子的短爆发。这些爆发被认为是超新星造成的,它们让我们深入了解了导致坍缩的事件。自这一事件发生以来,天文学家一直在寻找它的存在。

对类似物体的观测,比如金牛座的超新星遗迹,蟹状星云,揭示了一颗中子星在碎片场的核心。在接下来的几年里,天文学家寻找证据,但没有找到直接的证据。

詹姆斯·韦伯太空望远镜于2022年7月聚焦于1987A残骸,使其成为韦伯最早观测到的物体之一。该团队使用了中红外仪器(MIRI)的中分辨率光谱仪(MRS)模式。这个工具部分是由寻找1987A中子星的团队开发的。MIRI是一个奇妙的工具,可以同时成像的对象,同时获得它的光谱!这使得观测者能够探测到整个物体的光谱变化,同时分析各点的多普勒频移,以评估每个位置的速度。

研究小组发现了一个由电离氩引起的强烈信号,这个信号似乎来自1987A事件发生地点附近的一个区域。利用韦伯的近红外光谱仪(NIRSpec),他们观察到更短的波长,并探测到更多的电离元素,包括5倍电离的氩(这意味着氩原子失去了18个电子中的5个)。为了创造这些,它们需要高能光子,而这些光子必须来自某个地方。

结论是,在1987A残骸的中心一定有某种高能辐射源。在他们论文中讨论的所有选项中,斯德哥尔摩大学的首席作者克莱斯·弗兰松(Claes Fransson)暗示,只有少数几种情况是可能的,但它们都涉及一颗年轻的高能中子星。现在需要更多的观测来跟进并探测1987A超新星遗迹的中心,看看是否最终可以通过视觉识别中子星。

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