Slika rentgenske opservatorije Chandra u ostatku supernove Kasiopeja A. Kredit: NASA / CXC
Ostatak supernove Kasiopeja A (Cas A) oduvijek je bila enigma. Iako je eksplozija koja je stvorila ovu supernovu očito bila snažan događaj, vizualna svjetlina izbijanja koja se dogodila prije više od 300 godina bila je mnogo manja od normalne supernove - i u stvari je bila zanemarena 1600-ih - a astronomi ne znaju zašto. Druga je misterija je li eksplozija koja je proizvela Cas A ostavila iza sebe neutronsku zvijezdu, crnu rupu ili uopće ništa. No, 1999. godine astronomi su otkrili nepoznati svijetli objekt u jezgri Casa A. Sada, nova promatranja s Xandrijskim opservatorijom Chandra pokazuju da je ovaj objekt neutronska zvijezda. Ali enigme se tu ne završavaju: ova neutronska zvijezda ima ugljičnu atmosferu. Ovo je prvi put da se ovakva vrsta atmosfere otkrila oko tako malog, gustog objekta.
Objekt je u jezgri vrlo mali - širok tek oko 20 km, što je bilo ključno za identifikaciju kao neutronske zvijezde, rekao je Craig Heinke sa Sveučilišta Alberta. Heinke je koautor s Wynn Ho sa Sveučilišta u Southamptonu, Velika Britanija, na papiru koji je objavljen u Nature Nature 5. studenog.
"Jedine dvije vrste zvijezda za koje znamo da su ove male su neutronske zvijezde i crne rupe", rekao je Heinke za Space Magazine. "Možemo isključiti da je to crna rupa, jer iz crnih rupa ne može pobjeći svjetlost, tako da su svi rendgenski snimci koje vidimo iz crnih rupa zapravo od materijala koji pada u crnu rupu. Takve su rendgenske zrake vrlo promjenjive, jer nikada ne vidite isti materijal dva puta, ali ne vidimo fluktuacije u svjetlini ovog objekta. "
Heinke je rekao da je rendgenski opservatorij Chandra jedini teleskop koji ima dovoljno oštar vid da bi mogao promatrati ovaj objekt unutar tako svijetlog ostatka supernove.
Ali najneobičniji aspekt ove neutronske zvijezde je njezina ugljikova atmosfera. Neutronske zvijezde uglavnom su sastavljene od neutrona, ali imaju tanki sloj normalne tvari na površini, uključujući tanku 10 cm vrlo vruću atmosferu. Sve ranije proučene neutronske zvijezde imaju atmosferu vodika, što je i očekivano, jer intenzivna gravitacija neutronske zvijezde stratificira atmosferu, stavljajući najlakši element, vodik, na vrh.
Ali nije tako s ovim objektom u Casu A.
"Uspjeli smo proizvesti modele rendgenskog zračenja neutronske zvijezde s nekoliko različitih mogućih atmosfera", rekao je Heinke u intervjuu putem e-pošte. "Samo ugljikova atmosfera može objasniti sve podatke koje vidimo, tako da smo prilično sigurni da ova neutronska zvijezda ima ugljičnu atmosferu, prvi put kada smo vidjeli različitu atmosferu na neutronskoj zvijezdi."
Umjetnikov dojam neutronske zvijezde u Casu A koji pokazuje maleni udjel ugljične atmosfere. Zemljina atmosfera prikazana je istom skalom kao i neutronska zvijezda. Zasluge: NASA / CXC / M.Weiss
Pa kako Heinke i njegov tim objašnjavaju nedostatak vodika i helija na ovoj neutronskoj zvijezdi? Zamislite Cas A kao dijete.
"Mislimo da razumijemo kako zbog stvarno mlade dobi ovog objekta - vidimo je u nježnoj dobi od samo 330 godina, u usporedbi s drugim neutronskim zvijezdama starim tisućama godina", rekao je. "Tijekom eksplozije supernove koja je stvorila ovu neutronsku zvijezdu (kako se jezgra zvijezde srušava na objekt veličine grada, s nevjerojatno velikom gustoćom većom od atomskog jezgra), neutronska zvijezda se zagrijavala na visoke temperature, do milijardu stupnjeva. Sada se ohladilo na nekoliko milijuna stupnjeva, ali mislimo da su mu visoke temperature bile dovoljne za stvaranje nuklearne fuzije na površini neutronske zvijezde, spajajući vodik i helij u ugljik. "
Zbog ovog otkrića, istraživači sada imaju pristup cjelokupnom životnom ciklusu supernove, te će naučiti više o ulozi koje eksplodiraju zvijezde u šminkanju svemira. Na primjer, većina minerala koji se nalaze na Zemlji proizvodi su supernove.
"Ovo otkriće nam pomaže razumjeti kako se neutronske zvijezde rađaju u silovitim eksplozijama supernove", rekao je Heinke.
Izvor: Intervju s Craigom Heinkeom
