Изображение на рентгенова обсерватория на Чандра на остатъка от свръхнова Касиопея А. Заслуга: НАСА / CXC
Остатъкът от Супернова Касиопея А (Cas A) винаги е била загадка. Докато експлозията, която създаде тази свръхнова, очевидно беше силно събитие, визуалната яркост на избухването, възникнала преди повече от 300 години, беше много по-малка от нормалната супернова - и всъщност беше пренебрегната през 1600 г. - и астрономите не знаят защо. Друга загадка е дали експлозията, предизвикала Cas A, е оставила след себе си неутронна звезда, черна дупка или изобщо нищо. Но през 1999 г. астрономите откриха неизвестен ярък обект в ядрото на Ка А. А. Новите наблюдения с рентгеновата обсерватория Чандра показват, че този обект е неутронна звезда. Но загадките не свършват дотук: тази неутронна звезда има въглеродна атмосфера. Това е първият път, когато този тип атмосфера е открит около такъв малък, плътен предмет.
Обектът в основата е много малък - само около 20 км широк, което беше ключово за идентифицирането му като неутронна звезда, каза Крейг Хайнке от университета в Алберта. Хайнке е съавтор с Уин Хо от Университета на Саутхемптън, Великобритания, на хартия, която се появява в изданието Nature от 5 ноември.
"Единствените два вида звезди, за които знаем, че са тези малки са неутронни звезди и черни дупки", каза Хайнке пред Space Magazine. „Можем да изключим, че това е черна дупка, тъй като нито една светлина не може да избяга от черните дупки, така че всички рентгенови лъчи, които виждаме от черните дупки, всъщност са от материал, падащ в черната дупка. Такива рентгенови лъчи биха били много променливи, тъй като никога не виждате един и същ материал два пъти, но не виждаме колебания в яркостта на този обект. "
Хайнке каза, че рентгеновата обсерватория в Чандра е единственият телескоп, който има достатъчно остро виждане, за да наблюдава този обект вътре в такъв ярък остатък на свръхнова.
Но най-необичайният аспект на тази неутронна звезда е нейната въглеродна атмосфера. Нейтронните звезди са съставени предимно от неутрони, но те имат тънък слой от нормална материя на повърхността, включително тънка - 10 см - много гореща атмосфера. Преди изследвани неутронни звезди всички имат водородна атмосфера, което се очаква, тъй като интензивната гравитация на неутронната звезда стратифицира атмосферата, поставяйки най-лекия елемент, водород, отгоре.
Но не е така с този обект в Cas A.
„Успяхме да произведем модели за рентгеново излъчване на неутронна звезда с няколко различни възможни атмосфери“, каза Хайнке в интервю за имейл. "Само въглеродната атмосфера може да обясни всички данни, които виждаме, така че сме почти сигурни, че тази неутронна звезда има въглеродна атмосфера. За първи път видяхме различна атмосфера на неутронна звезда."
Впечатление на художник от неутронната звезда в Кас А, показващо малкия размер на въглеродната атмосфера. Земната атмосфера е показана в същата скала като неутронната звезда. Кредит: NASA / CXC / M.Weiss
И така, как Хайнке и неговият екип обясняват липсата на водород и хелий върху тази неутронна звезда? Помислете за Cas A като за бебе.
„Смятаме, че разбираме, че тъй като се дължи на наистина младата възраст на този обект - виждаме го в нежната възраст само на 330 години, в сравнение с други неутронни звезди, които са на хиляди години“, каза той. „По време на експлозията на свръхновата, която създаде тази неутронна звезда (докато ядрото на звездата се срути до обект с големина на града, с невероятно висока плътност по-висока от атомните ядра), неутронната звезда се нагрява до високи температури, до милиард градуса. Сега тя е охладена до няколко милиона градуса, но смятаме, че високите й температури са били достатъчни, за да произведат ядрен синтез на повърхността на неутронната звезда, свързвайки водорода и хелия с въглерод.
Поради това откритие, изследователите вече имат достъп до пълния жизнен цикъл на свръхнова и ще научат повече за ролята, която избухват звезди в грима на Вселената. Например повечето минерали, открити на Земята, са продукти на свръхнови.
„Това откритие ни помага да разберем как неутронните звезди се раждат при жестоки експлозии на свръхнови“, каза Хайнке.
Източник: Интервю с Крейг Хайнке
