З моменту виявлення яскравого вибуху біля Чумацького Шляху 24 лютого 1987 року астрономи почали пошуки розчавленого ядра зірки. Група астрономів, використовуючи дані космічних місій НАСА і наземних телескопів, можливо виявила залишки цього ядра.
Перша наднова, видима неозброєним оком, SN 1987A (або 1987A), викликала великий інтерес у вчених і стала одним з найбільш вивчених об'єктів на небі. Вона розташована у Великій Магеллановій Хмарі, невеликій галактиці-супутнику нашого Чумацького Шляху, приблизно за 170 000 світлових років від Землі.
Спочатку астрономи спостерігали, як уламки розлетілися від місця вибуху, а потім почали пошук того, що повинно було залишитися - нейтронної зірки.
Тепер, після 34 років просіювання знімків уламків SN 1987A, керівник дослідження Емануеле Греко з Університету Палермо в Італії ділиться своїми враженнями щодо колекції доказів існування нейтронної зірки в центрі SN 1987A, що являють собою дані рентгенівської обсерваторії Чандра НАСА, раніше неопубліковані дані Ядерної спектроскопічної телескопічної системи (NuSTAR) і дані наземної великої міліметрової матриці (ALMA) в Атакамі.
Під час вибуху зірки вона схлопується в саму себе, а її зовнішні шари відлітають у космос. Стиснення ядра перетворює її на об'єкт неймовірно високої щільності з масою Сонця і розміром 10-15 км у поперечнику. Такі об'єкти називають нейтронними зірками, оскільки вони майже повністю складаються з "щільних" нейтронів. Вони є лабораторіями екстремальної фізики, яку неможливо повторити в земних умовах.
Нейтронні зірки, звані пульсарами, швидко обертаються і мають сильне магнітне поле, що дозволяє їм випромінювати вузький промінь світла, схожий на маяк. Астрономи легко виявляють цей промінь. Однак, деякі пульсари також створюють складні структури із заряджених частинок і магнітних полів на своїй поверхні, звані "туманності пульсарного вітру", які іноді рухаються зі швидкістю близькою до швидкості світла.
З використанням інструментів Chandra і NuSTAR, команда астрономів виявила низькоенергетичні рентгенівські промені від уламків SN 1987A. Крім того, команда також виявила наявність частинок з високою енергією, використовуючи можливості NuSTAR для виявлення коротких рентгенівських променів.
Існує дві можливі причини енергійного рентгенівського випромінювання: туманність пульсарного вітру і частинки, прискорені вибуховою хвилею на великих відстанях від колапсуючого центру, що не вимагає наявності пульсара.
Однак, нещодавнє рентгенівське дослідження підтверджує версію пульсарної туманності вітру, що вказує на наявність нейтронної зірки в цьому регіоні. Це пояснюється тим, що яскравість рентгенівських променів з більш високими енергіями залишалася приблизно незмінною з 2012 по 2014 рік, у той час як радіовипромінювання збільшувалося. Це суперечить сценарію вибухової хвилі. Оцінки астрономів також вказують на те, що для прискорення електронів до найвищих енергій, спостережуваних NuSTAR, знадобиться майже 400 років, що набагато більше віку досліджуваного об'єкта.
Астрономи звернули увагу на те, що навіть якщо SN 1987A створила чорну діру, то чи могло вже пройти достатньо часу для формування пульсара. Марко Мічелі з Університету Палермо висловив свій жаль з цього приводу.
Дані, отримані за допомогою Chandra і NuSTAR, підтверджують результати ALMA 2020 року, які вказували на структуру пульсарної туманності в міліметровому діапазоні довжин хвиль. Хоча є й інші можливі пояснення, "крапля" все ж ідентифікується як пульсарна туманність вітру, що свідчить про наявність нової нейтронної зірки.
Якщо говорити про пульсар у центрі SN 1987A, то він є наймолодшим аналоговим об'єктом, зафіксованим астрономами. Сальваторе Орландо з Палермської астрономічної обсерваторії висловлює надію на можливість спостерігати пульсар із самого початку його існування, що було б безпрецедентною подією. Таке спостереження дасть унікальну можливість вивчити розвиток пульсара в ранньому віці.
Центр SN 1987A оточений газом і пилом. За допомогою новітнього моделювання автори дослідження намагалися зрозуміти, як матеріал нейтронної зірки буде взаємодіяти з рентгенівськими променями різних енергій.
Цей підхід дає змогу точніше інтерпретувати спектр із різними енергіями, що, своєю чергою, побічно дає змогу визначити межі зірки, точніше кажучи, матеріалу, що затемнює.
Як часто буває, для підтвердження гіпотези про туманність необхідні додаткові дані. У майбутніх спостереженнях, збільшення радіохвиль, що супроводжується рентгенівськими променями високої енергії, стане аргументом проти цієї ідеї.
Однак, якщо спостерігається зниження високоенергетичного рентгенівського випромінювання, то це буде підтвердженням наявності пульсарної туманності.
Зоряні уламки, що оточують пульсар, відіграють важливу роль у поглинанні рентгенівського випромінювання з низькою енергією, що робить нейтронну зірку видимою.
Згідно з моделлю, викинутий матеріал буде розсіюватися протягом кількох найближчих років, що призведе до зниження поглинаючої здатності об'єкта. Тому очікується, що випромінювання пульсара з'явиться через приблизно 10 років, що свідчитиме про народження нової нейтронної зірки.
