De James Webb-telescoop lost het mysterie op van het stellaire lijk van de legendarische supernova SN 1987A

Zoals Futura in het vorige artikel hieronder uitlegde, keek de James Webb Infrarood Ruimtetelescoop vorig jaar in 2023 uit naar een legendarische ster van Astronomie wetenschappersAstronomie wetenschappers Vanaf het einde van de twintigste eeuw^H Een supernova-overblijfsel in de Grote Magelhaense Wolk, ongeveer 163.000 lichtjaar van onze planeet. MelkwegMelkweg. Deze supernova staat bekend als SNSN 1987A was gedurende ongeveer 400 jaar het dichtstbijzijnde en helderste punt aan de hemel toen het zich voordeed in 1987.

De nabijheid ervan heeft het mogelijk gemaakt om de supernova en de evolutie van zijn overblijfsel als nooit tevoren in 37 jaar te bestuderen en zelfs de locatie ervan te vinden.een stereen ster dat ontplofte, Blauwe reusBlauwe reus Ongeveer 20 keer MassaMassa de zonzon. Het was logisch dat een deel van de waarnemingstijd van de James Webb Ruimtetelescoop zou worden besteed aan het opfrissen van de kennis van de rest van Supernova 1987A.

Samenvatting van de opmerkingen met betrekking tot SN 1987A. Voor een redelijk nauwkeurige Franse vertaling klikt u rechtsonder op het witte rechthoekje. De Engelse vertaling zou hierna moeten verschijnen. Klik vervolgens op de moer rechts van de rechthoek, vervolgens op ‘Vertalingen’ en ten slotte op ‘Automatisch vertalen’. Selecteer “Frans”. © NASA, ESA en M. Estación (STScI)

99,9% van de energie is in de vorm van neutrino’s en 0,1% is in de vorm van licht

Ironisch genoeg werd de supernova voor het eerst waargenomen met conventionele telescopen, niet in de nacht van 23 op 24 februari 1987, maar als een plotselinge toename van de lichtstroom. Neutrino'sNeutrino'sDeze spookmoleculen worden specifiek geproduceerd door dissociatie NeutronenNeutronen in ProtonenProtonen En ElektronenElektronen, in detectoren die de komst van de zon bestuderen. Zo werden ruim twintig neutrino's gedurende tien seconden gedetecteerd door drie van deze detectoren verspreid over de aarde, waaronder de beroemde Japanse detector Kamiokande.

Deze kenmerken zijn belangrijk omdat DuurDuur De neutrinoflux gaf een hint van het stellaire lijk dat was achtergelaten door de explosie van SN 1987A. We weten zelfs dat wanneer sterren een massa van ten minste 8 tot 10 zonsmassa's hebben, ze zullen sterven, wat doorgaans zal leiden tot de vorming van een supernova. NeutronensterNeutronensterMaar misschien ook gemakkelijk als de ster die explodeerde minstens 30 zonsmassa's had, a Zwart gatZwart gat.

Bedenk dat een neutronenster met de massa van de zon een diameter van enkele tientallen kilometers heeft en dat het een pulsar zou kunnen zijn die wordt aangegeven door een straal radiogolven die als een baken uit de ronddraaiende neutronenster voortkomt, een straal die de ruimte kan kruisen. De ruimte van de aarde. niemand uitstootuitstoot Dit type is gedetecteerd, maar de stroom van uitgestoten neutrino's, die ongeveer 99,9% van de neutrino's met zich mee zou moeten dragenenergieenergie Het werd veroorzaakt door de explosie, en hoewel het ongetwijfeld duidt op de vorming van een neutronenster volgens het proces dat wordt beschreven in de onderstaande CEA-video, konden we niet bevestigen dat de neutronenster niet snel in een zwart gat veranderde door de snelheid te overschrijden. zijn massa voorbij de volgende limiet voor neerslag van een deel van ThemaThema als gevolg van de explosie op het oppervlak.

Hoewel de 10 seconden durende stroom die op aarde wordt waargenomen enigszins in het voordeel is van de neutronensterhypothese, werd deze hypothese ondersteund door waarnemingen enige tijd geleden met behulp van de beroemde neutronenster. Atacama grote millimeter/submillimeter-arrayin het Frans “groot netwerk van millimeter/submillimeter-antennes voor de Atacama” (ALMA), netwerk RadiotelescopenRadiotelescopen Het gigantische meetapparaat op het gebied van millimetergolven is geïnstalleerd woestijnwoestijn (Atacama in het noorden van Chili).

Een grote hoeveelheid stof geassocieerd met de voorloper van de supernova blokkeert een deel van de straling die het lichaam van de ster zou uitzenden, en we konden ook niet kiezen tussen de twee hypothesen.

De explosie van zeer massieve sterren in zwaartekrachtsupernovae verrijkt het interstellaire medium met chemische elementen die zijn gesynthetiseerd door kernfusie, terwijl door het instorten van de kern van de ster een neutronenster of een zwart gat ontstaat. De overgang tussen het instorten van de kern en het uitwerpen van de stellaire envelop vormt een uitdaging voor het theoretische begrip van supernovae. Een hydraulisch experiment, ontworpen en uitgevoerd bij CEA, maakte het naar analogie mogelijk om een ​​van de verschijnselen van hydrodynamische instabiliteit te reproduceren die explosies mogelijk maakt. Deze experimentele aanpak is complementair aan numerieke simulatie. Ontdek deze ervaring in animatie. Deze animatiefilm werd gezamenlijk geproduceerd en gefinancierd door CEA en ERC, en geregisseerd door Studio Animéa. © T. Foglizzo, J. Guilet, G. Durand (CEA)

Atomen worden alleen geïoniseerd door neutronensterren

Een internationaal team vanAstrofysiciAstrofysici Het gebruik van waarnemingen van de James Webb-ruimtetelescoop heeft dit echter nog maar net bekend gemaakt via Artikel gepubliceerd in wetenschap Volgens haar hebben we nu overtuigend bewijs dat er inderdaad een neutronenster aanwezig is in de kern van het overblijfsel van Supernova 1987A.

Het bewijs werd op onverwachte wijze geleverd door een bevestigde ontdekking Spectrale lijnenSpectrale lijnen Heel bijzonder in het hart van de rest van de SN 1987A. Dit staat in een persbericht uitgegeven doorUniversiteits Hogeschool Londen (VK) Astrofysicus Mike Barlow:

” Wij onthulden met SpectrometerSpectrometer VrolijkVrolijk En NIRSpecNIRSpec Afkomstig van de sterke James Webb emissielijnenArgonArgon En gebaseerd op ZwavelZwavel Geïoniseerd uit het medium nevelnevel De nabijheid van SN 1987A is een direct bewijs van een centrale bron van ioniserende straling. Onze gegevens kunnen alleen worden gekoppeld aan een neutronenster als energiebron voor deze ioniserende straling.

Deze straling kan worden uitgezonden door het oppervlak van een hete neutronenster van een miljoen graden, maar ook door een nevel. WindWind Uit artikel A PulsarPulsar Die had kunnen ontstaan ​​als de neutronenster snel ronddraaide en geladen deeltjes om zich heen droeg. Het mysterie of er zich een neutronenster in het stof verbergt, bestaat al meer dan dertig jaar, en het is opwindend dat we dit hebben opgelost. »

De James Webb-telescoop onthult een nieuw gezicht van een legendarische supernova!

Artikel van Laurent SaccoLaurent Saccogepubliceerd op 04/09/2023

James Webb blijft onze kennis vernieuwen van enkele sterren die eerder zijn waargenomen met behulp van Hubble en andere telescopen Het draait in een baanHet draait in een baanleuk vinden SpitzerSpitzer En ChandraChandra. Vandaag gaat het om Overblijfselen van supernova'sOverblijfselen van supernova's In 1987 werd op aarde waargenomen dat de ruimtetelescoop zijn blik naar het nabij-infrarood verlegde.

Het is bekend dat wanneer we berekenen Supernova'sSupernova's In andere SterrenstelselsSterrenstelsels Als we alle typen (met name SN II en SN Ia) bij elkaar optellen, kunnen we in de loop van een jaar schatten dat er gemiddeld drie tot vier supernova's per eeuw in ons Melkwegstelsel zouden moeten voorkomen. De voorlaatste is echter al bekend vóór de laatste waarnemingen van Chandra, die teruggaat tot ongeveer 330 jaar geleden. Dit is Cassiopeia A, en in tegenstelling tot die van 1572 en 1604 werd deze in zichtbaar licht waargenomen door Tycho Brahe (SN 1572) en Johannes KeplerJohannes Kepler (SN 1604), schijnen astronomen niet te hebben opgemerkt. Het werd pas in 1947 op de radio ontdekt.

Astrofysici zijn echter van mening dat dit gebrek aan supernovae duidelijk is. In feite bevat ons Melkwegstelsel veel stofwolken die zichtbaar licht in de interstellaire ruimten sterk absorberen. Het feit blijft dat wetenschappers diep gefrustreerd zijn door hun onvermogen om nauwkeurig te studeren, en zelfs simpelweg door hun onvermogen om te observerenoogoog Een levendig voorbeeld van deze kosmische catastrofes.

Sinds zijn ontdekking hebben telescopen over de hele wereld en in de ruimte Supernova 1987A opgemerkt. Dit geldt ook voor NASA's Chandra X-ray Observatory, dat dit object meerdere keren heeft onderzocht tijdens zijn 17 jaar wetenschappelijke activiteiten. Van 1999 tot 2013 toonden Chandra-gegevens aan dat de uitdijende röntgenstralingsring steeds helderder werd. Dit werd veroorzaakt door de schokgolf van de oorspronkelijke explosie die uitbrak en de gasring rond de supernova verhitte. Voor een redelijk nauwkeurige Franse vertaling klikt u rechtsonder op het witte rechthoekje. De Engelse vertaling zou hierna moeten verschijnen. Klik vervolgens op de moer rechts van de rechthoek, vervolgens op ‘Vertalingen’ en ten slotte op ‘Automatisch vertalen’. Selecteer “Frans”. © Chandra röntgenobservatorium

Een blauwe reus met een massa van 20 zonsmassa's

Gelukkig is dat ongeveer wat er gebeurde toen SN 1987A werd ontdekt op slechts 168.000 lichtjaar van ons Melkwegstelsel in de Grote Magelhaense Wolk. Sinds zijn ontdekking in februari 1987 zijn astrofysici doorgegaan met het bestuderen van de evolutie van de rest van deze gigantische explosie van een ster die we kunnen detecteren in oude beelden die we Sanduleak -69° 202a hebben genoemd, afgekort SK-69 202. De superreus blauwe superreus , 10 miljoen jaar geleden geboren als gevolg van een fusiebotsing. Een ster die 20 keer massiever is dan de zon, die oorspronkelijk in kaart werd gebracht door de Romeins-Amerikaanse astronoom Nicolaas Sandulik In 1970.

Om dit te doen, mobiliseerden de onderzoekers bijna alle teams GolflengtenGolflengten Variërend van Gamma stralenGamma stralen Al bijna 40 jaar op de radio. Er zijn waarnemingen gedaan met behulp van Hubble en Chandra. Daarom zullen we niet verrast zijn dat vandaag de beurt is aan de James Webb Ruimtetelescoop, zoals uitgelegd door A NASA-persbericht.

Met behulp van de tool zijn nieuwe waarnemingen gedaan nercamnercam Via internet (Nabij-infraroodcamera). Zo kregen we een beeld van de sleutelgatvormige centrale structuur van de rest van de supernova. Het is vol GasGas Het stof is zo dicht dat zelfs het door Webb gedetecteerde nabij-infraroodlicht er niet doorheen kan gaan en het donkere “gat” in het sleutelgat vormt.

Supernovaresten evolueren voortdurend

We observeren nog steeds een heldere equatoriale ring van materiaal dat tienduizenden jaren vóór de supernova-explosie werd uitgestoten en die… AantrekkingspuntenAantrekkingspunten Helder leek het toen de schokgolf van de supernova in botsing kwam met het materiaal in de ring.

In het persbericht wordt ook uitgelegd dat allergieën en NauwkeurigheidNauwkeurigheid De ongeëvenaarde ruimtelijke bevindingen van Webb onthulden kleine halvemaanvormige structuren. Aangenomen wordt dat deze halve manen deel uitmaken van de buitenste gaslagen die het gevolg zijn van de supernova-explosie. Hij besluit door eraan te herinneren dat “ Ondanks decennia van onderzoek sinds de eerste ontdekking van de supernova, blijven er nog veel mysteries bestaan, vooral met betrekking tot de neutronenster die zich na de supernova-explosie had moeten vormen.

Net als Spitzer zal Webb de supernova in de loop van de tijd blijven volgen. De NIRSpec-tools (nabij-infraroodspectrometer) En Maria (Middel-infraroodinstrument) Het zal astronomen de mogelijkheid bieden om in de loop van de tijd nieuwe infraroodgegevens met hoge resolutie vast te leggen en nieuwe inzichten te verwerven in nieuw geïdentificeerde halvemaanvormige structuren. Daarnaast zal Webb blijven samenwerken met Hubble, Chandra en andere observatoria om nieuwe informatie te verschaffen over het verleden en de toekomst van deze legendarische supernova. “.