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新的线索到遗骸的遗骸,在银河系之外爆炸

时间:2022-05-22 17:58:09来源:

在左侧,来自NASA的Chandra X射线观测台的数据显示了被称为Supernova 1987a的分解明星的遗骸的一部分。在右侧,可以位于超新星残余的中心的例子,一种称为“脉冲风暴星云”的结构。

1987年在银河外爆炸的明星的遗骸是什么?碎片掩盖了科学家的观点,但美国宇航局的两个X射线望远镜揭示了新的线索。

由于天文学家于1987年2月24日捕获了明星的明亮爆炸,因此研究人员一直在寻找应该留下的压扁恒星核心。一群人使用来自美国宇航局空间任务和地面望远镜的数据的天文学家可能终于找到了它。

由于肉眼可见的第一个超新星在大约400年来,Supernova 1987a(或短暂的1987a短暂)引起了科学家之间的兴奋,很快成为天空中最受研究的物品之一。Supernova位于大型麦哲伦云,是一种小型伴侣星系,对我们自己的银河系,距离地球仅约170,000光。

虽然天文学家观看碎片从爆炸的网站向外爆炸,但他们也寻求应该留在明星的核心:中子星。

来自美国国家航空航天局的Chandra X射线天文台和先前未发布的来自美国宇航局的核光谱望远镜阵列(NUSTAR)的数据,与去年报道的地面阿塔卡马大毫米阵列(ALMA)的数据组合,现在存在有趣的证据收集在Sn 1987a的中心的中子星的存在。

Supernova 1987a超过30年前爆炸,仍然被碎片包围。美国宇航局的核光谱望远镜阵列或NUSTAR(以蓝色所示)和尼斯·X射线天文台(以红色显示)成像,具有更精细的分辨率。

“34年来,天文学家一直通过1987A的Stellar碎片来寻找我们期望在那里的中子明星,”意大利巴勒莫大学的研究领导者emanueleGreco表示。“已经死了很多提示已经死了,但我们认为我们的最新结果可能是不同的。”

当一颗恒星爆炸时,它会在外层爆炸进入太空之前坍塌。核心的压缩将其变成一个非常稠密的物体,而太阳的质量被压缩成一个仅约10英里宽的物体。这些物体被称为中子恒星,因为它们几乎完全是密集的中子。它们是极端物理的实验室,不能在地球上重复。

快速旋转和高度磁化的中子恒星,称为脉冲条件,产生灯塔状辐射束,当其旋转扫过天空时,天文学家被检测到脉冲。存在从它们的表面产生风的脉冲星座 - 有时几乎透光的速度 - 产生被称为“Pulsar风云星云”的带电粒子和磁场的复杂结构。

使用Chandra和Nustar,团队从SN 1987A的碎片中发现了相对低的能量X射线撞到了周围材料。该团队还发现使用NUSTAR检测更多能量X射线的高能粒子的证据。

对于这种能量X射线发射有两个可能的解释:脉冲星风星云或爆炸爆发的爆炸波被加速到高能量的颗粒。后一种效应不需要脉冲星,并且会在距爆炸中心更大的距离处发生。

最新的X-ray研究支持脉冲脉风星云的案例 - 意味着中子星必须在那里 - 通过争论几个反对爆炸波加速度的方案。首先,在2012和2014之间的更高能量X射线的亮度仍然大致相同,而用澳大利亚望远镜紧凑型阵列检测到的无线电发射增加。这违背了对爆炸波场景的期望。接下来,提交人估计需要近400年的时间来加速尼斯拉数据中看到的最高能量的电子,这比残余的年龄超过10倍。

“天文学家想知道如果没有足够的时间已经过去了脉冲活动,甚至是SN 1987a创造了一个黑洞,”也来自巴勒莫大学的Marco Miceli表示。“这是几十年来的持续谜,我们非常兴奋地将新信息带到桌面上。”

Chandra和Nustar数据也支持Alma的2020个结果,该结果为毫米波长带中的脉冲布风星云的结构提供了可能的证据。虽然这种“Blob”具有其他潜在的解释,但它作为脉冲布风星云的识别可以用新的X射线数据来证实。这更有证据是支持留下中子星的想法。

如果这确实是SN 1987A的中心的脉冲条,那将是有史以来最年轻的。

“自从其出生以来,能够缺乏前所未有的,”巴勒莫天文天文学,意大利的国家天文学研究所(INAF)研究设施研究所的共同作者Salvatore Orlando表示,“能够以来,能够脱普尔。”“这可能是研究婴儿脉冲的发展的一毫无终生的机会。”

SN 1987A的中心被气体和灰尘包围。作者使用最先进的模拟来了解该材料如何在不同能量上吸收X射线,从而能够更准确地解释X射线光谱 - 即,不同能量的X射线的量。这使他们能够估算出没有遮挡材料的SN 1987A中心区域的光谱。

正如通常情况下,需要更多的数据来加强脉冲星风星云的情况。未来观察中的相对高能量X射线增加的无线电波的增加将反对这个想法。另一方面,如果天文学家观察到高能X射线的减少,那么脉冲星风星云的存在将被证实。

脉冲渣周围的恒星碎片通过严重吸收其较低能量的X射线发射来发挥重要作用,使其在当前的较低。该模型预测,这种材料将在未来几年内分散,这将降低其吸收功率。因此,预计脉冲节排放将在大约10年内出现,揭示了中子星的存在。

在着名的Supernova Sn 1987a中可以在着名的Supernova Sn 1987a中找到阅读隐私中子星。

描述这些结果的论文发表于2021年2月24日的《天体物理学杂志》上。本文的其他作者是芭芭拉Olmi和Fabrizio Bocchino,也来自Inaf-Palermo; Shigehiro Nagataki和Masaomi Ono从天体物理大邦格实验室,日本riken;来自日本九州大学的Akira Dohi,巴勒莫大学的Giovanni Peres。

参考:Emanuele Greco,Marco Miceli,Salvatore Orlando,Barbara Olmi,Fabrizio Bocchino,Shigehiro Nagataki,Masaomi Ono,Akira Dohi和Giovanni Peres,“ Emanuele Greco,Marco Miceli,Salvatore Orlando,Barbara Olmi,Fabrizio Bocchino,Shigehiro Nagataki,Masaomi Ono,Akira Dohi和Giovanni Peres所撰写的“ SN 1987A硬X射线发射中脉冲星云的指示”,天体物理学杂志
10.3847 / 2041-8213 / abdf5aarXiv:
2101.09029

美国国家航空航天局(NASA)的马歇尔太空飞行中心(Marshall Space Flight Center)管理钱德拉(Chandra)计划。史密森尼天文观测台的钱德拉X射线中心控制着马萨诸塞州剑桥市的科学和马萨诸塞州伯灵顿市的飞行业务。

NuSTAR是由加州理工学院(Caltech)领导的小型探索者任务,由美国国家航空航天局(NASA)的喷气推进实验室管理,用于该机构在华盛顿的科学任务委员会。NuSTAR是与丹麦技术大学和意大利航天局(ASI)合作开发的。该航天器是由轨道科学公司在弗吉尼亚州杜勒斯市(现在是诺斯罗普·格鲁曼公司的一部分)制造的。NuSTAR的任务运营中心位于加州大学伯克利分校,官方数据档案位于NASA的高能天体物理学科学档案研究中心。ASI提供任务的地面站和镜像存档。JPL是Caltech的缩写。

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