Ионизированный аргон указал на наличие нейтронной звезды в остатке сверхновой SN 1987A

Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил в центре остатка сверхновой SN 1987A компактную зону излучения ионизированных аргона и серы. Это указывает на источник ионизирующих фотонов в виде нейтронной звезды или связанного с ней плериона, а не черной дыры или других источников. Статья опубликована в журнале Science.

SN 1987A вспыхнула 23 февраля 1987 года в области звездообразования Тарантул в галактике-спутнике Млечного Пути Большом Магеллановом Облаке, на расстоянии 167,6 тысячи световых лет от Солнца. Вспышка была отнесена к типу II, звездой-прародителем стал голубой сверхгигант с массой от 15 до 20 масс Солнца. Это последняя из зарегистрированных в Местной группе галактик сверхновая, за которой ведутся наблюдения до сих пор, ее остаток представляет собой туманность сложной формы, включающей в себя экваториальное кольцо, возникшее при взаимодействии выброшенного вещества звезды с околозвездной средой, и два внешних кольца, представляющих собой световое эхо от взрыва.

Вопрос о том, что именно образовалось при взрыве звезды (нейтронная звезда или черная дыра), остается предметом споров до сих пор. В пользу версии нейтронной звезды говорит продолжительность всплеска нейтрино, совпадавшего с SN 1987A и наблюдавшегося наземными детекторами, а также данные рентгеновских наблюдений, интерпретируемых как туманность пульсарного ветра (плерион).

Группа астрономов во главе с Клаасом Франссоном (Claes Fransson) из Стокгольмского университета представила новые доказательства наличия в остатке сверхновой SN 1987A нейтронной звезды. Ученые анализировали данные спектроскопических наблюдений за остатком приборов MIRI и NIRSpec «Джеймса Уэбба», полученных 16 июля 2022 года.

Исследователи заметили избыток излучения в линиях ионизированного аргона [Ar VI] и [Ar II] и ионизированной серы [S IV] и [S III] в центральной области остатка, который должен быть связан с внутренней частью выброшенного при взрыве вещества звезды, содержащего продукты ядерного горения кислорода и кремния. Ученые исключили версии о том, что наблюдаемое излучение связано с пережившей взрыв звездой-компаньоном, ионизацией за счет радиоактивного титана-44, возбуждением за счет рентгеновского излучения, обратной ударной волной и отражением излучения от зоны столкновения экваториального кольца с пылью.

Вместо этого предлагаются идеи, связанные с наличием нейтронной звезды, так как по расчетам массы ядра у звезды-прародителя не хватило бы для коллапса в черную дыру. Предполагается, что в центре SN 1987A должна находиться молодая и горячая нейтронная звезда, а фотоны, испускаемые ей, плерионом, ударной волной, связанной с плерионом, или аккреционным потоком на нейтронную звезду и будут источником ионизации для газа в центре остатка.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы и выяснили, что взрыв SN 1987A был несимметричным.