Svjetlosna eksplozija umiruće zvijezde koja je postala supernova u Velikom Magellanovom oblaku prvi puta je postala vidljiva u veljači 1987. godine. Dogodila se na udaljenosti od samo 168.000 svjetlosnih godina, bila je toliko svijetla da se mogla promatrati s površine našeg planeta golim okom – kao svijetla točkica koja se postupno pojačavala, a zatim i blijedila tijekom sljedećih mjeseci. Od tada, materijal izbačen tijekom supernove, sada poznat pod imenom SN 1987A, nastavio je evoluirati, iako više nije vidljiv golim okom, ali njegova blizina pružila je znanstvenicima nevjerojatan uvid u neposredne posljedice i evoluciju masivnog zvjezdanog umiranja.
Ipak, postojalo je jedno izrazito upadljivo pitanje. Što se dogodilo s ostatkom jezgre zvijezde, dijelom koji bi trebao ostati netaknut unutar nereda njezinih eksplodiranih ostataka? Sada bismo, čini se, mogli imati odgovor. Znanstvenici analizirajući podatke s Svemirskog Teleskopa James Webb (JWST) primijetili su neočekivane dokaze o postojanju neutronske zvijezde, skrivenog među zvjezdanim ruševinama.
“Zahvaljujući izvanrednoj prostornoj rezoluciji i izvrsnim instrumentima na JWST-u, po prvi put smo u mogućnosti detaljno istražiti središte supernove i ono što je tamo nastalo,” izjavio je astrofizičar Claes Fransson sa Sveučilišta u Stockholmu, vodeći autor studije. “Sada znamo da postoji kompaktni izvor ionizirajućeg zračenja, najvjerojatnije neutronske zvijezde. Tražili smo dokaze o ovome od samog događaja eksplozije, no morali smo pričekati James Webb kako bismo mogli potvrditi naše pretpostavke.”
Kolaps jezgre masivne zvijezde jedan je od najintenzivnijih događaja u svemiru. Ove supernove događaju se kada zvijezda velike mase, više od otprilike osam puta veće od mase Sunca, potroši materijal potreban za fuziju u svojoj jezgri. Kada proces fuzije oslabi dovoljno da vanjski pritisak koji generira više nije dovoljan da se odupre unutarnjem pritisku gravitacije, zvijezda eksplodira. Materijal iz vanjskih slojeva izbacuje se u svemir, dok je jezgra zvijezde stisnuta prema unutra silom gravitacije u izrazito gust objekt. Priroda tog objekta ovisi o početnoj masi zvijezde. Prema izračunima, zvijezda s početnom masom između otprilike 8 i 30 sunčevih masa rezultirat će stvaranjem neutronske zvijezde. Ako je zvijezda teža, rezultat će biti crna rupa.
Budući da rijetko imamo priliku tako izbliza pratiti supernove, znanstvenici su s velikim entuzijazmom iščekivali ovaj događaj. Međutim, zbog velike količine ruševina, nije bilo jasno je li SN 1987A rezultirala stvaranjem neutronskog zvijezda ili crne rupe. Znanstvenici su naginjali pretpostavci o neutronskoj zvijezda, ali nisu mogli dovoljno jasno promotriti ostatak prašine da bi potvrdili svoje teorije. JWST je 2022. godine snimio poznati ostatak supernove, a Fransson i njegov tim koristili su te podatke u potrazi za odgovorima. Iskoristili su moćne infracrvene sposobnosti teleskopa za promatranje ruševina, koristeći spektroskopiju za analizu sastava plinova unutar njih.
Blizu središta ostatka supernove, približno na mjestu eksplozije, pronašli su nešto iznenađujuće: atome teškog argona i sumpora čiji su vanjski elektroni bili uklonjeni, proces poznat kao ionizacija. Postoji nekoliko mehanizama za ionizaciju, koji uključuje dodavanje ili oduzimanje elektrona. Tim je proveo modeliranje i zaključio da, u ovom specifičnom kontekstu, postoji samo jedno moguće objašnjenje: neutronska zvijezda. Modeli tima predstavili su dva scenarija s neutronskom zvijezdom. U prvom, intenzivno ultraljubičasto i X-zračenje od vrlo vruće neutronske zvijezde uklonilo je elektrone dok se zvijezda hladila. U drugom, vjetrovi čestica koji izlaze iz brzo rotirajućeg neutronske zvijezde mogli bi interagirati s okolnim materijalom i ionizirati atome.
“Naša detekcija s James Webbovim spektrometrima MIRI i NIRSpec snažnih linija emisije ioniziranog argona i sumpora izravno iz središta maglice koja okružuje Supernovu 1987A je izravni dokaz prisutnosti središnjeg izvora ionizirajućeg zračenja. Naši podaci mogu se objasniti samo prisutnošću neutronske zvijezde kao izvora te ionizacije,” izjavio je astronom Mike Barlow sa Sveučilišnog koledža London. “Misterij o tome skriva li se neutronska zvijezda u prašini trajao je više od 30 godina i zaista je uzbudljivo što smo ga konačno riješili.”
Ovo otkriće usklađeno je s nekoliko teorija o neutronskim zvijezdama. Modeli sugeriraju da se argon i sumpor proizvode u velikim količinama unutar umiruće zvijezde neposredno prije njezine supernove. I znanstvenici su prije desetljeća predvidjeli da ultraljubičasto i X-zračenje u ostatku supernove ukazuje na prisutnost tek rođene neutronske zvijezde.
No, nitko nije očekivao da će upravo to biti način na koji ćemo ga otkriti. “Ova supernova neprestano nam donosi iznenađenja,” kaže astrofizičarka Josefin Larsson sa Kraljevskog tehnološkog instituta u Švedskoj. “Nitko nije predvidio da će kompaktni objekt biti otkriven kroz izrazito jaku emisijsku liniju argona, stoga je pomalo zabavno što smo ga upravo na taj način otkrili pomoću JWST-a.”
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
