1987年，我們看到一顆恒星爆炸。JWST終于找到了其遺骸的證據(jù)。

1987年，地球的天空被一個(gè)罕見的景象照亮。

大麥哲倫星云中一顆垂死的恒星超新星的光爆炸在二月份首次變得可見。距離地球僅168,000光年，這一事件是如此明亮，以至于可以從我們星球的表面用肉眼看到 - 在隨后的幾個(gè)月里，一束光變亮，然后變暗。

從那時(shí)起，在超新星期間噴出的物質(zhì)現(xiàn)在被命名為SN 1987A型它繼續(xù)演化，除了通過望遠(yuǎn)鏡之外不再可見，但它的接近使科學(xué)家對(duì)大規(guī)模恒星死亡的直接后果和演變有了前所未有的視角。

然而，有一個(gè)絕對(duì)明顯的問題。這顆恒星的殘余核心，那塊本應(yīng)完好無損地留在爆炸內(nèi)臟的凌亂碎片中的碎片中發(fā)生了什么？好吧，我們現(xiàn)在可能有一個(gè)答案。

科學(xué)家分析詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了意想不到的證據(jù)中子星，潛伏在恒星碎屑中。

“多虧了JWST上卓越的空間分辨率和出色的儀器，我們第一次能夠探測(cè)超新星的中心以及在那里產(chǎn)生的東西。天體物理學(xué)家克拉斯·弗蘭森（Claes Fransson）說斯德哥爾摩大學(xué)，誰領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。

“我們現(xiàn)在知道有一個(gè)緊湊的電離輻射源，很可能是中子星。從爆炸發(fā)生時(shí)起，我們一直在尋找這一點(diǎn)，但不得不等待JWST能夠驗(yàn)證預(yù)測(cè)。

這核心坍縮超新星大質(zhì)量恒星是宇宙中最暴力的事件之一。當(dāng)一顆質(zhì)量超過太陽質(zhì)量八倍的巨星耗盡核心聚變的材料時(shí)，就會(huì)發(fā)生這些超新星。

一旦聚變?yōu)R射到足以停止，以至于它產(chǎn)生的向外壓力不再足以抵抗向內(nèi)的引力壓力，恒星就會(huì)變得笨拙。

外部物質(zhì)被炸飛到太空中，但恒星的核心被重力向內(nèi)擠壓成一個(gè)超致密物體。這個(gè)物體是什么取決于恒星的初始質(zhì)量。計(jì)算表明，一顆大約8到30個(gè)太陽質(zhì)量之間的初始恒星將產(chǎn)生一顆中子星。任何更重的，你最終會(huì)得到一個(gè)黑洞.

因?yàn)槲覀儧]有這么多超新星的前排座位，科學(xué)家們非常熱衷于觀察它的展開。但是，由于所有的碎片，尚不清楚SN 1987A是否導(dǎo)致了中子星或黑洞。

科學(xué)家認(rèn)為中子星的可能性更大，但一直無法以足夠高的分辨率窺視留下的灰塵來確認(rèn)。

JWST在2022年對(duì)著名的超新星殘骸進(jìn)行了觀測(cè)，弗蘭森和他的團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向這些來尋找答案。他們利用強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡的紅外功能來窺視碎片，使用光譜學(xué)來分析其中氣體的成分。

在超新星殘骸的中心附近，靠近爆炸發(fā)生的地方，他們發(fā)現(xiàn)了一些令人驚訝的東西：重氬和硫原子的外層電子被剝離，這一過程被稱為電離.

電離有多種途徑，這需要添加或去除電子。研究小組進(jìn)行了建模，發(fā)現(xiàn)在這種特定背景下，只有一種解釋：中子星。

該團(tuán)隊(duì)的模型返回了兩個(gè)中子星場(chǎng)景。首先，當(dāng)恒星冷卻時(shí)，來自非常熱的中子星的強(qiáng)大紫外線和X輻射剝離了電子。

在第二種情況下，來自快速旋轉(zhuǎn)的中子星發(fā)出的粒子風(fēng)可能與周圍的物質(zhì)相互作用以電離原子。

“我們用詹姆斯·韋伯（James Webb）的MIRI和NIRSpec光譜儀探測(cè)到超新星1987A周圍星云中心的強(qiáng)電離氬氣和硫發(fā)射線，這是存在電離輻射中心源的直接證據(jù)。我們的數(shù)據(jù)只能用中子星作為電離輻射的動(dòng)力源。天文學(xué)家邁克·巴洛說倫敦大學(xué)學(xué)院。

“關(guān)于中子星是否隱藏在塵埃中的謎團(tuán)已經(jīng)持續(xù)了30多年，我們已經(jīng)解決了這個(gè)問題，這令人興奮。

這一發(fā)現(xiàn)與關(guān)于中子星的幾種理論一致。模型表明，在一顆垂死的恒星變成超新星之前，氬和硫會(huì)在它內(nèi)部大量產(chǎn)生。幾十年前，科學(xué)家們預(yù)測(cè)，超新星殘骸中的紫外線和X輻射代表了新生中子星的存在。

但沒有人猜到這可能是我們發(fā)現(xiàn)它的方式。

“這顆超新星不斷給我們帶來驚喜，”天體物理學(xué)家約瑟芬·拉爾森（Josefin Larsson）說瑞典皇家理工學(xué)院。

“沒有人預(yù)料到這個(gè)緊湊的物體會(huì)通過氬氣的超強(qiáng)發(fā)射線被探測(cè)到，所以有趣的是，這就是我們?cè)贘WST中發(fā)現(xiàn)它的方式。

該發(fā)現(xiàn)已發(fā)表在科學(xué).

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