天文学家首次发现爆炸恒星中子星遗迹的有力证据
包括伦敦大学学院 (UCL) 教授迈克·巴洛 (Mike Barlow) 在内的国际天文学家团队发现了首个确凿证据，证明超新星 1987A 的中心存在中子星，这是 37 年前观测到的一次恒星爆炸。
超新星是质量超过太阳质量 8-10 倍的恒星坍缩的壮观结果。它们是使生命成为可能的化学元素(如碳、氧、硅和铁)的主要来源。这些爆炸恒星的塌缩核心可能会产生更小的中子星，由已知宇宙中最致密的物质或黑洞组成。
超新星 1987A 位于邻近的矮星系大麦哲伦星云中，是 400 年来夜空中观测到的最近、最亮的超新星。
中微子是一种难以想象的小亚原子粒子，在超新星中产生，并在超新星出现的前一天在地球上(1987 年 2 月 23 日)被检测到，这表明中子星一定已经形成。然而，尚不清楚这颗中子星是持续存在还是坍缩成黑洞，因为这颗中子星被爆炸后形成的尘埃遮住了。
在《科学》杂志上发表的这项新研究中，研究人员使用詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 上的两台仪器 MIRI 和 NIRSpec 在透视 波长下观察超新星，并发现了重氩和硫原子的证据，其外层电子已被在靠近恒星爆炸发生的地方被剥离(即原子已被电离)。
研究小组对各种场景进行了建模，发现这些原子只能被来自热冷却中子星的紫外线和 X 射线辐射电离，或者被快速旋转的中子星加速并与中子星相互作用的相对论粒子风电离。周围的超新星物质(脉冲星风星云)。
如果前一种情况属实，中子星的表面温度将约为 100 万度，是从 30 多年前坍缩核心形成时的 1000 亿度左右冷却下来的。
合著者迈克·巴洛教授(伦敦大学学院物理与天文学)表示：“我们使用詹姆斯·韦伯的 MIRI 和 NIRSpec 光谱仪检测到了超新星 1987A 周围星云中心的强电离氩和硫发射线，这是存在的直接证据。电离辐射的中心源。我们的数据只能与中子星作为电离辐射的动力源相符。
“这种辐射可以从热中子星的百万度表面发出，也可以通过中子星快速旋转并在其周围拖动带电粒子时可能产生的脉冲星风星云发出。
“关于中子星是否隐藏在尘埃中的谜团已经持续了 30 多年，令人兴奋的是我们已经解开了这个谜团。
“超新星是使生命成为可能的化学元素的主要来源，因此我们希望建立正确的超新星模型。没有任何其他物体像超新星 1987A 中的中子星一样，距离我们如此之近，而且形成时间如此之短。因为它周围的物质正在膨胀，随着时间的推移我们将会看到更多的物质。”
该研究的主要作者 Claes Fransson 教授(瑞典斯德哥尔摩大学)表示：“得益于 JWST 卓越的空间分辨率和出色的仪器，我们第一次能够探测到超新星的中心，以及它的内部结构。”是在那里创建的。
“我们现在知道存在一个紧凑的电离辐射源，很可能是中子星。我们从爆炸发生时就一直在寻找这一点，但必须等待 JWST 才能验证预测。”
该研究的另一位作者帕特里克·卡瓦纳 (Patrick Kavanagh) 博士(爱尔兰梅努斯大学)表示：“第一次看到 JWST 对 SN 1987A 的观测真是令人兴奋。当我们检查 MIRI 和 NIRSpec 数据时，SN 1987A 中心的氩气发出的非常明亮的辐射跳了出来。我们立即知道这是一种特殊的东西，可以最终回答有关致密物体本质的问题。”
该研究的合著者、瑞典皇家理工学院 (KTH) 的 Josefin Larsson 教授表示：“这颗超新星不断给我们带来惊喜。没有人预测到这个致密物体会通过氩的超强发射线被探测到，所以我们在 JWST 中发现它的方式很有趣。”
模型表明，由于大质量恒星爆炸前夕内部的核合成，大量产生了重氩和硫原子。
虽然爆炸恒星的大部分质量现在正在以高达 10,000 公里/秒的速度膨胀，并且分布在很大的体积内，但在爆炸发生的中心附近观察到电离的氩和硫原子。
1992 年，人们预测紫外线和 X 射线辐射会电离原子，这是新产生的中子星的独特特征。
这些电离原子是由 James Webb 的 MIRI 和 NIRSpec 仪器使用一种称为光谱学的技术检测到的，其中光被分散到光谱中，使天文学家能够测量不同波长的光，以确定物体的物理特性，包括其化学成分。
伦敦大学学院大盾空间科学实验室的团队设计并制造了 NIRSpec 的校准源，该校准源使仪器能够通过为其探测器提供均匀的参考照明来进行更精确的测量。
版权声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！