Imaginea observatorului de raze X Chandra a rămășiței supernovei Cassiopeia A. Credit: NASA / CXC
Rămasul Supernovei Cassiopeia A (Cas A) a fost întotdeauna o enigmă. În timp ce explozia care a creat această supernovă a fost, evident, un eveniment puternic, luminozitatea vizuală a izbucnirii care a avut loc în urmă cu 300 de ani a fost mult mai mică decât o supernovă normală - și, de fapt, a fost trecută cu vederea în anii 1600 - iar astronomii nu știu. De ce. Un alt mister este dacă explozia care a produs Cas A a lăsat în urmă o stea cu neutroni, o gaură neagră sau nimic deloc. Dar în 1999, astronomii au descoperit un obiect strălucitor necunoscut în nucleul lui Cas A. Acum, noi observații cu Observatorul de raze X Chandra arată că acest obiect este o stea cu neutroni. Dar enigmele nu se termină acolo: această stea cu neutroni are o atmosferă de carbon. Este pentru prima dată când acest tip de atmosferă a fost detectat în jurul unui obiect atât de mic și dens.
Obiectul din miez este foarte mic - doar aproximativ 20 km lățime, ceea ce a fost esențial pentru identificarea lui ca fiind o stea cu neutroni, a spus Craig Heinke de la Universitatea din Alberta. Heinke este coautor cu Wynn Ho, de la Universitatea din Southampton, Marea Britanie, pe o lucrare care apare în ediția din 5 noiembrie a Naturii.
„Singurele două tipuri de stele pe care le știm sunt acelea mici sunt stelele cu neutroni și găurile negre”, a spus Heinke pentru Space Magazine. „Putem exclude că aceasta este o gaură neagră, deoarece nici o lumină nu poate scăpa de găurile negre, așa că orice raze X pe care le vedem din găurile negre sunt de fapt din material care se încadrează în gaura neagră. Astfel de raze X ar fi extrem de variabile, deoarece nu vedeți niciodată același material de două ori, dar nu vedem fluctuații în luminozitatea acestui obiect. "
Heinke a spus că Observatorul cu raze X Chandra este singurul telescop care are o viziune suficient de ascuțită pentru a observa acest obiect în interiorul unei astfel de rămășițe supernove.
Dar cel mai neobișnuit aspect al acestei stele cu neutroni este atmosfera sa de carbon. Stelele neutronice sunt formate în cea mai mare parte din neutroni, dar au un strat subțire de materie normală la suprafață, inclusiv o atmosferă subțire de 10 cm - foarte caldă. Stelele neutronice studiate anterior au toate atmosfere cu hidrogen, ceea ce este de așteptat, deoarece gravitatea intensă a stelei neutronice stratifică atmosfera, punând cel mai ușor element, hidrogenul.
Dar nu așa cu acest obiect din Cas A.
„Am fost capabili să producem modele pentru radiațiile cu raze X ale unei stele cu neutroni cu mai multe atmosfere posibile diferite”, a spus Heinke într-un interviu pe email. "Numai atmosfera de carbon poate explica toate datele pe care le vedem, așa că suntem destul de siguri că această stea cu neutroni are o atmosferă de carbon, prima dată când am văzut o atmosferă diferită pe o stea cu neutroni."
Impresia unui artist despre steaua de neutroni din Cas A care arată mărimea minusculă a atmosferei de carbon. Atmosfera Pământului este prezentată la aceeași scară ca steaua cu neutroni. Credit: NASA / CXC / M.Weiss
Deci, cum explică Heinke și echipa sa lipsa de hidrogen și heliu pe această stea cu neutroni? Gândiți-vă la Cas A ca fiind un copil.
„Credem că înțelegem că datorită vârstei foarte fragede a acestui obiect - îl vedem la vârsta fragedă de numai 330 de ani, în comparație cu alte stele cu neutroni care au mii de ani”, a spus el. „În timpul exploziei supernovei care a creat această stea de neutroni (pe măsură ce miezul stelei se prăbușește până la un obiect de dimensiune orașă, cu o densitate incredibil de mare mai mare decât nucleele atomice), steaua neutronului a fost încălzită la temperaturi ridicate, până la un miliard grade. Acum s-a răcit până la câteva milioane de grade, dar credem că temperaturile ridicate au fost suficiente pentru a produce fuziunea nucleară pe suprafața stelelor neutronice, fuzionând hidrogenul și heliul cu carbonul. "
Din cauza acestei descoperiri, cercetătorii au acum acces la ciclul de viață complet al unei supernove și vor afla mai multe despre rolul jucat de stele în machiajul universului. De exemplu, majoritatea mineralelor găsite pe Pământ sunt produsele supernovelor.
„Această descoperire ne ajută să înțelegem cum se nasc stelele de neutroni în explozii violente de supernove”, a spus Heinke.
Sursa: Interviu cu Craig Heinke
