Godine 1987. Zemljino nebo je obasjao retki prizor.
Eksplozija svetlosti umiruće zvezde koja se pretvara u supernovu u Velikom Magelanovom oblaku prvi put je postala vidljiva u februaru. Na samo 168.000 svetlosnih godina od nas, događaj je bio toliko svetao da se mogao videti sa površine naše planete golim okom – ubod svetlosti koji je svetlio, a zatim izbledeo tokom narednih meseci.
Od tada, materijal izbačen tokom supernove sada nazvane SN 1987A nastavio je da evoluira, više nije vidljiv osim kroz teleskope, ali je njegova blizina dala naučnicima neviđen pogled na neposredne posledice i evoluciju masovne smrti zvezda.
Međutim, postavilo se jedno apsolutno eklatantno pitanje. Šta se desilo sa ostatkom jezgra zvezde, njegovim komadom koji je trebalo da ostane netaknut u neurednim krhotinama njenih eksplodiranih utroba? Pa, možda sada imamo odgovor.
Naučnici koji analiziraju podatke svemirskog teleskopa Džejms Veb (JVST) uočili su neočekivane dokaze neutronske zvezde, koja vreba usred zvezdanog detritusa.
„Zahvaljujući odličnoj prostornoj rezoluciji i odličnim instrumentima na JVST-u, po prvi put smo bili u mogućnosti da ispitamo centar supernove i šta je tamo stvoreno“, kaže astrofizičar Klaes Franson sa Univerziteta u Stokholmu, koji je vodio studiju.
„Sada znamo da postoji kompaktan izvor jonizujućeg zračenja, najverovatnije od neutronske zvezde. Tražili smo ovo od trenutka eksplozije, ali smo morali da sačekamo da JVST može da potvrdi predviđanja.“
Supernova masivne zvezde sa kolapsom jezgra je jedan od najnasilnijih događaja u Univerzumu. Ove supernove nastaju kada pozamašna zvezda, više od osam puta veća od mase Sunca, ostane bez materijala za fuziju jezgra.
Jednom kada se fuzija dovoljno zaustavi da spoljašnji pritisak koji proizvodi više nije dovoljan protiv unutrašnjeg pritiska gravitacije, zvezda postaje kablovska.
Spoljašnji materijal se izbacuje u svemir, ali jezgro zvezde je zgnječeno unutra pod dejstvom gravitacije u ultragusti objekat. Šta je ovaj objekat zavisi od početne mase zvezde. Proračuni sugerišu da će početna zvezda između 8 i 30 solarnih masa proizvesti neutronsku zvezdu. Bilo koja teža, i završićete sa crnom rupom.
Pošto nemamo tako mesto u prvom redu za mnoge supernove, naučnici su bili veoma entuzijastični da posmatraju kako se to odvija. Ali, zbog svih ostataka, nije bilo jasno da li je SN 1987A rezultirao neutronskom zvezdom ili crnom rupom.
Naučnici su mislili da je verovatnije da je neutronska zvezda, ali nisu bili u mogućnosti da zavire u prašinu koja je ostala iza sa dovoljno visokom rezolucijom da to potvrdi.
JVST je posmatrao čuveni ostatak supernove 2022. godine, a Franson i njegov tim su se obratili njima da traže odgovore. Koristili su infracrvene mogućnosti moćnog teleskopa da zavire u krhotine, koristeći spektroskopiju da analiziraju sastav gasa u njima.
Oko centra ostatka supernove, blizu mesta gde se dogodila eksplozija, pronašli su nešto iznenađujuće: atome teškog argona i sumpora čiji su spoljašnji elektroni ogoljeni, proces poznat kao jonizacija.
Postoji više načina za jonizaciju, što podrazumeva dodavanje ili uklanjanje elektrona. Tim je sproveo modeliranje i otkrio da, u ovom konkretnom kontekstu, postoji samo jedno objašnjenje: neutronska zvezda.
Modeli tima su vratili dva scenarija neutronske zvezde. U prvom, moćno ultraljubičasto i rendgensko zračenje iz veoma vruće neutronske zvezde odvojilo je elektrone dok se zvezda hladila.
U drugom, vetrovi čestica koje izviru iz brzo rotirajuće neutronske zvezde mogli su da stupe u interakciju sa okolnim materijalom da bi jonizovali atome.
„Naša detekcija sa spektrometrima Džejmsa Veba MIRI i NIRSpec jakih ionizovanih emisionih linija argona i sumpora iz samog centra magline koja okružuje Supernovu 1987A je direktan dokaz prisustva centralnog izvora jonizujućeg zračenja. Naši podaci se mogu uklopiti samo sa neutronska zvezda kao izvor energije tog jonizujućeg zračenja“, kaže astronom Majk Barlou sa Univerzitetskog koledža u Londonu.
„Misterija oko toga da li se neutronska zvezda krije u prašini traje više od 30 godina i uzbudljivo je što smo je rešili.
Otkriće je u skladu sa nekoliko teorija o neutronskim zvezdama. Modeli sugerišu da se argon i sumpor proizvode u velikim količinama unutar umiruće zvezde neposredno pre nego što postane supernova. Naučnici su pre nekoliko decenija predvideli da ultraljubičasto i rendgensko zračenje u ostatku supernove predstavljaju prisustvo novorođene neutronske zvezde.
Ali niko nije slutio da bi to mogao biti način na koji ga nalazimo.
„Ova supernova nam stalno nudi iznenađenja“, kaže astrofizičar Josefin Larson sa Švedskog Kraljevskog instituta za tehnologiju.
„Niko nije predvideo da će kompaktni objekat biti detektovan kroz super jaku emisionu liniju iz argona, pa je pomalo zabavno što smo ga tako pronašli u JVST-u.
