Descoperire epocală: A fost identificată steaua neutronică născută dintr-o supernovă şi observată de pe Terra în 1987. Ce spun cercetătorii

Postat la: 24.02.2024 | Scris de: ZIUA NEWS

Atunci când o stea cu o masă de 20 de ori mai mare decât cea a Soarelui nostru a explodat într-o galaxie din apropiere, explozia sa a fost atât de violentă încât a fost vizibilă cu ochiul liber din emisfera sudică a Pământului timp de câteva săptămâni în 1987. Oamenii de ştiinţă au identificat în sfârşit "progenitura" acelei supernove - un obiect cosmic extrem de dens, numit stea neutronică.

Două instrumente ale telescopului spaţial James Webb (JWST), care au observat supernova analizând lungimi de undă în infraroşu, au detectat dovezi chimice revelatoare care implică atomi de argon şi de sulf, ceea ce indică faptul că o stea neutronică nou-născută se ascunde în spatele resturilor rămase în urma exploziei, au anunţat joi cercetătorii care au realizat noul studiu.

Astfel de explozii pot crea două tipuri diferite de obiecte compacte exotice: o gaură neagră sau o stea neutronică. Observaţiile făcute cu ajutorul telescopului spaţial James Webb rezolvă enigma care a rezultat din acea supernovă.

"După ce am urmărit supernova şi am căutat obiectul compact timp de peste trei decenii, a fost captivant să găsim, în sfârşit, dovezile lipsă pentru steaua neutronică, datorită JWST", a declarat profesorul de astrofizică Claes Fransson de la Universitatea Stockholm din Suedia, autorul principal al studiului publicat în revista Science.

"Stelele neutronice sunt rămăşiţe compacte şi extrem de dense ale exploziei unei stele masive", a declarat coautorul studiului, Patrick Kavanagh, profesor la Facultatea de fizică experimentală din cadrul Universităţii Maynooth din Irlanda. "Este comparabil cu comprimarea întregii mase a Soarelui în interiorul unui oraş. Ele sunt atât de dense încât conţinutul unei linguri de materie dintr-o stea neutronică poate cântări cât un munte", a adăugat el.

Acea supernovă, denumită Supernova 1987A, s-a produs la 160.000 de ani-lumină de Pământ, în Marele Nor al lui Magellan, o galaxie pitică învecinată cu Calea Lactee. Un an-lumină reprezintă distanţa parcursă de lumină într-un an calendaristic: 9,5 trilioane de kilometri. Steaua, din cauza masei sale mari, a avut o durată de viaţă relativ scurtă, de aproximativ 20 de milioane de ani, mult mai mică decât cea a Soarelui nostru.

Lumina exploziei a fost observată de pe Pământ în data de 24 februarie 1987, la o zi după ce a fost detectată o explozie de neutrini - particule subatomice produse în cantităţi uriaşe atunci când nucleul unei stele mari colapsează -, generată de supernovă. A fost pentru prima dată după anul 1604 când o supernovă a fost vizibilă cu ochiul liber de pe Terra.

Stelele cu o masă de cel puţin 8-10 ori mai mare decât cea a Soarelui îşi sfârşesc viaţa într-o supernovă, expulzând în spaţiu o mare parte din materia lor după colapsul nucleului stelar, dar lăsând în urmă o rămăşiţă. Deşi catastrofale, aceste explozii sunt principalele surse de elemente chimice, inclusiv carbon, oxigen, siliciu şi fier, care fac posibilă viaţa.

În funcţie de mărimea stelei condamnate la distrugere, rămăşiţa ei poate fi fie o stea neutronică, fie o gaură neagră, un obiect cosmic a cărui atracţie gravitaţională este atât de puternică încât nici măcar lumina nu poate scăpa.

În cazul Supernovei 1987A, mărimea stelei şi durata exploziei de neutrini au sugerat că rămăşiţa ar fi o stea neutronică, dar acest lucru nu a fost confirmat prin dovezi directe.

"Dovezi directe pentru oricare dintre aceste obiecte exotice nu au fost găsite niciodată atât de repede după explozia unei supernove, până acum", a declarat Patrick Kavanagh.

Instrumentele telescopului spaţial James Webb au detectat atomi de argon şi de sulf ai căror electroni externi fuseseră îndepărtaţi, ceea ce înseamnă că erau "ionizaţi". Cercetătorii au studiat diverse scenarii şi au descoperit că aceşti atomi ar fi putut fi lăsaţi acolo în această stare doar de radiaţiile ultraviolete şi cu raze X provenite de la o stea neutronică.

Cercetătorii lucrează acum pentru a stabili despre ce fel de stea neutronică este vorba: un tip de stea care se roteşte rapid, numită pulsar, cu un câmp magnetic puternic, sau una mai "liniştită", cu un câmp magnetic slab.

Descoperirea reprezintă o altă reuşită a telescopului spaţial James Webb, care a devenit operaţional în 2022.

După explozie s-a format un praf cosmic cu o masă de peste 200.000 de ori mai mare decât cea a Pământului, ceea ce a făcut ca zona din jurul stelei neutronice astfel rezultate să fie prea opacă pentru a putea fi studiată cu ajutorul telescoapelor axate pe lungimi de undă optice sau ultraviolete. Însă telescopul James Webb se concentrează pe spectrul infraroşu.

"În infraroşu, acest praf este mult mai transparent", a declarat Mike Barlow, profesor de astronomie la University College din Londra şi coautor al studiului.