Радиообсерватория ALMA становится на шаг ближе к разгадке тайны сверхновой 1987А
Радиообсерватория ALMA становится на шаг ближе к разгадке тайны сверхновой 1987А
АВТОР: МАРК РОМАНОВ · 31 ИЮЛЯ, 2020
23 февраля 1987 года в созвездии Золотой Рыбы появилось новое светило. На самом деле, явление, которое кто-то мог принять за обычную звезду, было сверхновой – результатом катаклизма, означающего конец жизни массивной звезды.
Три нейтринных детектора в тот день уловили присутствие сверхлёгких частиц. Астрономы, изучавшие сверхновую, обозначенную как SN 1987A, предположили, что после вспышки на месте ушедшего светила должна остаться нейтронная звезда. Но время шло, а никаких признаков её существования обнаружено не было. Учёные начали задаваться вопросом: может быть результатом вспышки стала не нейтронная звезда, а чёрная дыра или пульсар?
Но всё, что им оставалось делать – это ждать сигнала от объекта, который укрылся в густом облаке пыли.
Место на небе, где в 1987 году наблюдалась вспышка сверхновой. Она была заметна как яркая точка третьей звёздной величины.
Недавно двум командам астрономов удалось получить кое-какие любопытные сведения о SN 1987А. Остаток сверхновой наблюдали с помощью радиообсерватории ALMA. Эти наблюдения вкупе с теоретическими расчётами дали учёным основания полагать, что где-то в глубине остатка расположилась нейтронная звезда. И если она действительно существует, то является самой молодой из обнаруженных на данный момент.
«Капля»
Благодаря наблюдениям радиообсерватории ALMA учёным удалось получить изображение довольно высокого разрешения. На нём, практически в центре туманности, можно заметить яркую «каплю» – область, температура которой намного выше, чем у того, что её окружает. Астрономы предполагают, что именно в этой области и затаилось то, что они так долго искали.
Мы были очень удивлены, увидев эту горячую «каплю» в густом облаке пыли остатка сверхновой. Там есть что-то, что нагревает эту пыль, заставляя её светиться. Мы полагаем, что внутри пылевого облака прячется нейтронная звезда.
Микаку Мацуура – одна из тех людей, что обнаружили “каплю” с помощью ALMA
То, что удалось увидеть ALMA
Хотя Мацуура и её команда были несказанно рады своему открытию, у них всё же возник один вопрос. Он касался яркости “капли”.
Мы не думали, что нейтронная звезда может быть настолько яркой. Но затем Дэни Пейдж и его команда опубликовали исследование, которое показало, что подобное возможно, поскольку нейтронная звезда ещё очень молода.
Дэни Пейдж – астрофизик из Национального автономного университета Мексики, который изучал SN 1987A с момента её обнаружения.
Я был на полпути к завершению моей докторской диссертации, когда вспыхнула эта сверхновая. Это было одно из самых больших событий в моей жизни. Оно изменило ход моей карьеры, поскольку представляло собой загадку, которую мне не терпелось разгадать. Чем-то напоминало Святой Грааль.
Новая теоретическая работа Пейджа и его команды была опубликована 30 июля в издании The Astrophysical Journal. Она полностью поддерживает точку зрения Микаку Мацуура. Как замечает Пейдж:
Несмотря на экстремальные условия вблизи и внутри нейтронных звёзд, а также всю сложность процессов, протекающих во время вспышки сверхновой, нужно отметить, что обнаружение скопления горячей пыли само по себе является подтверждением кое-каких предположений.
Этими предположениями были температура и местоположение нейтронной звезды. Компьютерное моделирование вспышки сверхновой показало, что в результате этого события нейтронная звезда могла быть “выброшена” из места своего рождения со скоростью в сотни километров в секунду. Обнаруженная ALMA «капля» находится в том месте, где, согласно модели, и должна располагаться нейтронная звезда. И яркость этой «капли» объясняется температурой звезды, которая, по расчётам, составляет около пяти миллионов градусов.
Не пульсар и не чёрная дыра
Многие учёные ожидали, что в центре SN 1987A образуется пульсар. Но, вероятнее всего, там расположилась обычная нейтронная звезда.
Мощность излучения пульсара зависит от скорости его вращения и напряжённости его магнитного поля. Каждый из этих параметров должен иметь строго определённые значения, чтобы соответствовать нашим наблюдениям. А вот тепловая энергия, излучаемая поверхностью нейтронной звезды, полученным нами данным соответствует идеально.
Дэни Пейдж
«Нейтронная звезда ведёт себя так, как мы и ожидали», – добавил Джеймс Латтимер из Университета Стоуни Брук в Нью-Йорке. Он является одним из членов команды Пейджа. Латтимер также внимательно следил за SN 1987A. Джеймс представил прогнозы по нейтринному сигналу сверхновой, которые соответствовали последующим наблюдениям.
Существование этих нейтрино даёт основания полагать, что в остатке сверхновой образовалась не чёрная дыра. Да и, к тому же, чёрная дыра не может объяснить наблюдаемую яркость «капли». Мы рассмотрели все возможные сценарии и пришли к выводу, что наиболее вероятным объяснением тому, что мы увидели, является горячая нейтронная звезда.
Этот объект может представлять собой шар диаметром около 25 километров. Очень высокой температуры. И очень плотный – чайная ложка его материала будет весить больше, чем все здания в Нью-Йорке. Этой нейтронной звезде может быть всего 33 года. Если её существование подтвердится, то она станет самой молодой нейтронной звездой из когда-либо найденных. Её ближайший конкурент в десять раз старше: это нейтронная звезда в остатке сверхновой Кассиопея А, которой 330 лет.
Доказательством существования нейтронной звезды в центре SN 1987A может стать только её непосредственное изображение. Но для того, чтобы получить его, астрономам придётся подождать ещё несколько десятилетий. Пока пыль и газ в остатке сверхновой не станут чуть более прозрачными для их телескопов.
Источник https://public.nrao.edu/news/alma-finds-possible-sign-of-neu...
Ссылки на научные исследования:
