Chandra röntgenikiirguse vaatluskeskuse pilt supernoova jäänukist Cassiopeia A. Autor: NASA / CXC
Supernova jäänuk Cassiopeia A (Cas A) on alati olnud mõistatus. Kui selle supernoova tekitanud plahvatus oli ilmselgelt võimas sündmus, siis üle 300 aasta tagasi toimunud puhangu visuaalne heledus oli tavalisest supernoovast palju väiksem - ja tegelikult jäeti see 1600-ndatel kahe silma vahele - ning astronoomid ei tea miks. Veel on mõistatus, kas Cas A tootnud plahvatus jättis neutronitähe, musta augu või üldse mitte midagi. Kuid 1999. aastal avastasid astronoomid Cas A. tuumast tundmatu ereda objekti. Nüüd näitavad Chandra röntgenikiirguse vaatluskeskuse uued vaatlused, et see objekt on neutronitäht. Kuid mõistatus ei lõpe sellega: sellel neutrontähel on süsiniku atmosfäär. See on esimene kord, kui seda tüüpi atmosfääri tuvastatakse nii väikese tiheda objekti ümber.
Tuumaobjekt on väga väike - ainult umbes 20 km lai, mis oli võti selle tuvastamiseks neutrontähena, ütles Craig Heinke Alberta ülikoolist. Heinke on kaasautor Wynn Ho-ga Suurbritannia Southamptoni ülikoolist paberil, mis ilmub 5. novembri väljaandes Nature.
"Ainsad kahte tüüpi tähed, millest me teame, et need väikesed on, on neutrontähed ja mustad augud," rääkis Heinke Space Magazine'ile. „Võime välistada, et tegemist on musta auguga, kuna ükski valgus ei pääse mustadest aukudest, seega on kõik röntgenkiired, mida me mustadest aukudest näeme, tegelikult materjalist, mis kukub musta auku. Sellised röntgenikiired on väga varieeruvad, kuna te ei näe kunagi sama materjali kaks korda, kuid me ei näe selle objekti heleduse kõikumisi. "
Heinke ütles, et Chandra röntgenikiirguse vaatluskeskus on ainus teleskoop, millel on piisavalt terav nägemine, et seda objekti jälgida nii ereda supernoova jäänuse sees.
Kuid selle neutronitähe kõige ebatavalisem aspekt on süsiniku atmosfäär. Neutronitähed on enamasti valmistatud neutronitest, kuid nende pinnal on õhuke kiht normaalset ainet, sealhulgas õhuke –10 cm – väga kuum atmosfäär. Varem uuritud neutronitähtedel on kõigis vesiniku atmosfäärid, mis on eeldatav, kuna neutronitähe intensiivne raskusjõud kihistab atmosfääri, pannes kõige kergema elemendi, vesiniku.
Aga mitte selle Cas A-s oleva objekti puhul
"Suutsime toota neutronitähe röntgenkiirguse mudeleid, millel on mitu erinevat atmosfääri," ütles Heinke e-posti intervjuus. "Ainult süsiniku atmosfäär võib seletada kõiki meie andmeid, nii et oleme üsna kindlad, et sellel neutronitähel on süsiniku atmosfäär, esimest korda, kui oleme näinud neutronitähel teistsugust atmosfääri."
Kunstniku mulje Cas A neutronitähest, mis näitab süsiniku atmosfääri vähest ulatust. Maa atmosfääri näidatakse neutronitähega samas mõõtkavas. Autor: NASA / CXC / M.Weiss
Kuidas selgitavad Heinke ja tema meeskond vesiniku ja heeliumi puudumist sellel neutrontähel? Mõtle Cas A-le kui lapsele.
"Me arvame, et mõistame, et selle objekti tõeliselt noore vanuse tõttu näeme seda kõige heledamas vanuses, mis on kõigest 330 aastat vana, võrreldes teiste neutronitähtedega, mis on tuhandeid aastaid vanad," ütles ta. “Selle neutronitähe loonud supernoova plahvatuse ajal (kui tähe tuum variseb kokku linnasuuruseks objektiks, mille tihedus on aatomituumadest kõrgem), kuumutati neutronitäht kõrgetele temperatuuridele, kuni miljard kraadi. See on nüüd jahutatud mõne miljoni kraadini, kuid arvame, et selle kõrge temperatuur oli piisav, et tekitada tuumasüntees neutronitähe pinnal, sulatades vesiniku ja heeliumi süsinikuks. "
Selle avastuse tõttu on teadlastel nüüd juurdepääs supernoova täielikule elutsüklile ja nad saavad rohkem teada plahvatavate tähtede rollist universumi meikimisel. Näiteks on enamik Maal leiduvaid mineraale supernoovade saadused.
"See avastus aitab meil mõista, kuidas neutronitähed sünnivad vägivaldsetes supernoovaplahvatustes," ütles Heinke.
Allikas: Intervjuu Craig Heinke'iga
