Μια εικόνα του Παρατηρητηρίου ακτίνων Χ του Chandra του υπολείμματος της σουπερνόβα Cassiopeia A. Credit: NASA / CXC
Το υπόλοιπο της σουπερνόβα Cassiopeia A (Cas A) ήταν πάντα ένα αίνιγμα. Ενώ η έκρηξη που δημιούργησε αυτό το σουπερνόβα ήταν προφανώς ένα ισχυρό γεγονός, η οπτική φωτεινότητα της έκρηξης που συνέβη πριν από 300 χρόνια ήταν πολύ μικρότερη από μια κανονική σουπερνόβα, - και στην πραγματικότητα, παραβλέφθηκε τη δεκαετία του 1600 - και οι αστρονόμοι δεν γνωρίζουν Γιατί. Ένα άλλο μυστήριο είναι αν η έκρηξη που παρήγαγε το Cas A άφησε πίσω του ένα αστέρι νετρονίων, μια μαύρη τρύπα ή τίποτα. Όμως το 1999, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ένα άγνωστο φωτεινό αντικείμενο στον πυρήνα του Cas A. Τώρα, νέες παρατηρήσεις με το Chandra X-Ray Observatory δείχνουν ότι αυτό το αντικείμενο είναι ένα αστέρι νετρονίων. Αλλά τα αινίγματα δεν τελειώνουν εκεί: αυτό το αστέρι νετρονίων έχει ατμόσφαιρα άνθρακα. Αυτή είναι η πρώτη φορά που αυτός ο τύπος ατμόσφαιρας έχει εντοπιστεί γύρω από ένα τόσο μικρό, πυκνό αντικείμενο.
Το αντικείμενο στον πυρήνα είναι πολύ μικρό - πλάτος μόλις 20 χλμ., Το οποίο ήταν το κλειδί για την ταυτοποίησή του ως αστέρι νετρονίων, δήλωσε ο Craig Heinke από το Πανεπιστήμιο της Αλμπέρτα. Ο Heinke είναι συν-συγγραφέας με τον Wynn Ho του Πανεπιστημίου του Σαουθάμπτον του Ηνωμένου Βασιλείου σε ένα χαρτί που εμφανίζεται στην έκδοση Nature της 5ης Νοεμβρίου.
«Τα μόνα δύο είδη αστεριών που γνωρίζουμε είναι αυτά τα μικρά είναι τα αστέρια νετρονίων και οι μαύρες τρύπες», δήλωσε ο Heinke στο Space Magazine. «Μπορούμε να αποκλείσουμε ότι πρόκειται για μια μαύρη τρύπα, επειδή κανένα φως δεν μπορεί να διαφύγει από τις μαύρες τρύπες, οπότε οι ακτίνες Χ που βλέπουμε από τις μαύρες τρύπες είναι στην πραγματικότητα από υλικό που πέφτει στη μαύρη τρύπα. Τέτοιες ακτίνες Χ θα ήταν πολύ μεταβλητές, αφού δεν βλέπετε ποτέ το ίδιο υλικό δύο φορές, αλλά δεν βλέπουμε διακυμάνσεις στη φωτεινότητα αυτού του αντικειμένου. "
Ο Heinke είπε ότι το Παρατηρητήριο Ακτίνων Χ Chandra είναι το μόνο τηλεσκόπιο που έχει αρκετά ορατό όραμα για να παρατηρήσει αυτό το αντικείμενο μέσα σε ένα τόσο φωτεινό υπόλειμμα σουπερνόβα.
Αλλά η πιο ασυνήθιστη πτυχή αυτού του άστρου νετρονίων είναι η ατμόσφαιρα του άνθρακα. Τα αστέρια νετρονίων αποτελούνται κυρίως από νετρόνια, αλλά έχουν ένα λεπτό στρώμα φυσιολογικής ύλης στην επιφάνεια, συμπεριλαμβανομένης μιας λεπτής ατμόσφαιρας –10 cm– πολύ. Όλα τα αστέρια νετρονίων που μελετήθηκαν προηγουμένως έχουν ατμόσφαιρα υδρογόνου, το οποίο αναμένεται, καθώς η έντονη βαρύτητα του αστεριού νετρονίων στρωματοποιεί την ατμόσφαιρα, βάζοντας το ελαφρύτερο στοιχείο, υδρογόνο, στην κορυφή.
Όχι όμως με αυτό το αντικείμενο στο Cas A.
«Ήμασταν σε θέση να παράγουμε μοντέλα για την ακτινογραφία ακτινογραφίας ενός αστέρα νετρονίων με πολλές διαφορετικές πιθανές ατμόσφαιρες», δήλωσε ο Heinke σε συνέντευξη μέσω email. «Μόνο η ατμόσφαιρα άνθρακα μπορεί να εξηγήσει όλα τα δεδομένα που βλέπουμε, οπότε είμαστε πολύ σίγουροι ότι αυτό το αστέρι νετρονίων έχει ατμόσφαιρα άνθρακα, την πρώτη φορά που έχουμε δει μια διαφορετική ατμόσφαιρα σε ένα αστέρι νετρονίων».
Η εντύπωση ενός καλλιτέχνη για το αστέρι νετρονίων στο Cas A δείχνει τη μικρή έκταση της ατμόσφαιρας του άνθρακα. Η ατμόσφαιρα της Γης εμφανίζεται στην ίδια κλίμακα με το αστέρι νετρονίων. Πίστωση: NASA / CXC / M.Weiss
Πώς εξηγεί λοιπόν ο Heinke και η ομάδα του την έλλειψη υδρογόνου και ηλίου σε αυτό το αστέρι νετρονίων; Σκεφτείτε το Cas A ως μωρό.
«Νομίζουμε ότι το καταλαβαίνουμε αυτό λόγω της πολύ μικρής ηλικίας αυτού του αντικειμένου - το βλέπουμε στην τρυφερή ηλικία μόλις 330 ετών, σε σύγκριση με άλλα αστέρια νετρονίων που είναι χιλιάδες χρόνια», είπε. «Κατά τη διάρκεια της έκρηξης του σουπερνόβα που δημιούργησε αυτό το αστέρι νετρονίων (καθώς ο πυρήνας του αστεριού καταρρέει σε ένα αντικείμενο μεγέθους πόλης, με απίστευτα υψηλή πυκνότητα υψηλότερη από τους ατομικούς πυρήνες), το αστέρι νετρονίων θερμάνθηκε σε υψηλές θερμοκρασίες, έως ένα δισεκατομμύριο βαθμούς. Τώρα έχει κρυώσει σε μερικά εκατομμύρια βαθμούς, αλλά πιστεύουμε ότι οι υψηλές θερμοκρασίες του ήταν αρκετές για να παράγουν πυρηνική σύντηξη στην επιφάνεια του αστεριού νετρονίων, συντήκοντας το υδρογόνο και το ήλιο με τον άνθρακα. "
Λόγω αυτής της ανακάλυψης, οι ερευνητές έχουν πλέον πρόσβαση στον πλήρη κύκλο ζωής μιας σουπερνόβα και θα μάθουν περισσότερα για το ρόλο που διαδραματίζουν τα αστέρια στην έκφραση του σύμπαντος. Για παράδειγμα, τα περισσότερα μέταλλα που βρίσκονται στη Γη είναι προϊόντα των σουπερνόβων.
«Αυτή η ανακάλυψη μας βοηθά να κατανοήσουμε πώς γεννιούνται τα αστέρια νετρονίων σε βίαιες εκρήξεις σουπερνόβα», δήλωσε ο Heinke.
Πηγή: Συνέντευξη με τον Craig Heinke
