Čandras rentgenstaru observatorijas attēls no supernovas paliekas Cassiopeia A.. Kredīts: NASA / CXC
Supernovas paliekas Cassiopeia A (Cas A) vienmēr ir bijušas mīkla. Kaut arī sprādziens, kas radīja šo supernovu, acīmredzami bija spēcīgs notikums, pirms vairāk nekā 300 gadiem notikušā uzliesmojuma vizuālais spilgtums bija daudz mazāks nekā parastajai supernovai - un faktiski tas tika aizmirsts 1600. gados - un astronomi nezina kāpēc. Vēl viens noslēpums ir tas, vai sprādziens, kas izraisīja Cas A, atstāja neitronu zvaigzni, melno caurumu vai vispār neko. Bet 1999. gadā astronomi atklāja nezināmu spilgtu objektu Cas A kodolā. Tagad jaunie novērojumi ar Chandra rentgena staru observatoriju liecina, ka šis objekts ir neitronu zvaigzne. Bet mīkla ar to nebeidzas: šai neitronu zvaigznei ir oglekļa atmosfēra. Šī ir pirmā reize, kad šāda veida atmosfēra tiek atklāta ap tik mazu, blīvu objektu.
Objekts kodolā ir ļoti mazs - tikai apmēram 20 km plats, kas bija galvenais, lai to identificētu kā neitronu zvaigzni, sacīja Kreigs Heinke no Alberta universitātes. Heinke ir līdzautore Wynn Ho no Sauthemptonas Universitātes, Lielbritānijā, uz papīra, kas parādās 5. novembra žurnālā Nature.
"Vienīgie divu veidu zvaigžņu veidi, par kuriem mēs zinām, ir šie mazie, ir neitronu zvaigznes un melnie caurumi," Heinke stāstīja Space Magazine. “Mēs varam izslēgt, ka tas ir melnais caurums, jo no melnajiem caurumiem nevar izbēgt neviena gaisma, tāpēc visi rentgenstari, ko mēs redzam no melnajiem caurumiem, faktiski ir no materiāla, kas iekrīt melnajā caurumā. Šādi rentgenstari būtu ļoti mainīgi, jo jūs nekad neredzat vienu un to pašu materiālu divreiz, bet mēs neredzam nekādas svārstības šī objekta spilgtumā. ”
Heinke sacīja, ka Čandras rentgenstaru observatorija ir vienīgais teleskops, kam ir pietiekami asa redze, lai novērotu šo objektu tik spilgtas supernovas paliekas iekšpusē.
Bet visneparastākais šīs neitronu zvaigznes aspekts ir oglekļa atmosfēra. Neitronu zvaigznes lielākoties ir veidotas no neitroniem, bet uz to virsmas ir plāns normālas vielas slānis, ieskaitot plānu - 10 cm – ļoti karstu atmosfēru. Iepriekš pētītajās neitronu zvaigznēs visās ir ūdeņraža atmosfēra, kas ir sagaidāma, jo neitronu zvaigznes intensīvais blīvums noslāņo atmosfēru, liekot virsū vieglāko elementu - ūdeņradi.
Bet ne ar šo objektu Cas A.
"Mēs varējām izgatavot modeļus neitronu zvaigznes rentgena starojumam ar vairākām dažādām iespējamām atmosfērām," e-pasta intervijā sacīja Heinke. "Tikai oglekļa atmosfēra var izskaidrot visus datus, ko mēs redzam, tāpēc mēs esam diezgan pārliecināti, ka šai neitronu zvaigznei ir oglekļa atmosfēra - pirmo reizi mēs esam redzējuši atšķirīgu atmosfēru neitronu zvaigznei."
Mākslinieka iespaids par neitronzvaigzni Kasa A parāda nelielu oglekļa atmosfēras apmēru. Zemes atmosfēra tiek parādīta tādā pašā mērogā kā neitronu zvaigzne. Kredīts: NASA / CXC / M.Weiss
Tātad, kā Heinke un viņa komanda izskaidro ūdeņraža un hēlija trūkumu uz šīs neitronu zvaigznes? Domājiet par Cas A kā par bērniņu.
"Mēs domājam, ka saprotam, ka šī objekta patiešām jaunais vecums ir tāds, ka mēs to redzam tikai 330 gadu vecumā, salīdzinot ar citām neitronu zvaigznēm, kas ir tūkstošiem gadu vecas," viņš teica. “Supernovas sprādziena laikā, kas radīja šo neitronu zvaigzni (kad zvaigznes kodols sabrūk līdz pilsētas lieluma objektam, kura neticami augsts blīvums ir lielāks par atomu kodoliem), neitronu zvaigzne tika uzkarsēta līdz augstām temperatūrām, līdz pat miljardam grādi. Tagad tas ir atdzisis līdz dažiem miljoniem grādu, bet mēs domājam, ka tā augstā temperatūra bija pietiekama, lai radītu kodolsintēzi uz neitronu zvaigznes virsmas, sakausējot ūdeņradi un hēliju ar oglekli. ”
Šī atklājuma dēļ pētniekiem tagad ir pieejams viss supernovas dzīves cikls, un viņi uzzinās vairāk par lomu, ko Visuma veidošanā spēlē zvaigznes, kuras eksplodē. Piemēram, lielākā daļa minerālu, kas atrodami uz Zemes, ir supernovu produkti.
"Šis atklājums palīdz mums saprast, kā neitronu zvaigznes dzimst vardarbīgos supernovas sprādzienos," sacīja Heinke.
Avots: Intervija ar Kreigu Heinkeju
