A Cassiopeia A szupernóva maradványának Chandra röntgenmegfigyelő képe. Hitel: NASA / CXC
A szupernóva maradványa, a Cassiopeia A (Cas A) mindig rejtély volt. Míg a robbanás, amely ezt a szupernóvuát hozta létre, nyilvánvalóan hatalmas esemény volt, a több mint 300 évvel ezelőtt történt kitörés látványos fényessége sokkal kevesebb volt, mint egy normál szupernóva - és valójában az 1600-as években figyelmen kívül hagyták - és a csillagászok nem tudják miért. Egy másik rejtély az, hogy a Cas A-t kiváltó robbanás egy neutroncsillagot, fekete lyukot hagyott-e hátra vagy semmit. 1999-ben azonban a csillagászok ismeretlen fényes tárgyat fedeztek fel a Cas A. központjában. Most, a Chandra X-Ray Obszervatóriummal végzett új megfigyelések azt mutatják, hogy ez az objektum egy neutroncsillag. De a rejtélyek ezzel nem érnek véget: ennek a neutroncsillagnak széndioxidja van. Ez az első alkalom, hogy ilyen típusú légkört fedeztek fel egy ilyen kicsi, sűrű tárgy körül.
A középpontban lévő tárgy nagyon kicsi - csak kb. 20 km széles, ami kulcsfontosságú volt annak neutroncsillagként való azonosításához - mondta Craig Heinke az Albertai Egyetemen. Heinke társszerzője Wynn Ho-val (a brit Southamptoni Egyetem) egy olyan papíron, amely megjelenik a Nature november 5-i kiadásában.
"Az egyetlen kétféle csillag, amelyről tudunk, ezek a kicsi, a neutroncsillagok és a fekete lyukak" - mondta Heinke a Space Magazine-nak. Kizárhatjuk, hogy ez egy fekete lyuk, mert egyetlen fekete fény sem tud menekülni a fekete lyukakból, tehát minden olyan röntgen, amelyet a fekete lyukakon látunk, valójában olyan anyagból származik, amely a fekete lyukba esik. Az ilyen röntgenfelvételek nagymértékben változnak, mivel soha nem látja ugyanazt az anyagot kétszer, de nem látunk ingadozást az objektum fényerejében. ”
Heinke szerint a Chandra X-ray Obszervatórium az egyetlen olyan teleszkóp, amelynek látása elég éles ahhoz, hogy megfigyelje ezt a tárgyat egy ilyen fényes szupernóvamaradványban.
De ennek a neutroncsillagnak a legszokatlanabb aspektusa a szén-légkör. A neutroncsillagok többnyire neutronokból készülnek, de a felületükön vékony normál anyagréteg van, ideértve egy vékony –10 cm – es forró atmoszférát is. A korábban vizsgált neutroncsillagok mindegyikének hidrogén atmoszférája volt, ami várható, mivel a neutroncsillag intenzív gravitációja rétegezi a légkört, és a legkönnyebb elemet, a hidrogént helyezi a tetejére.
De nem így a Cas A-ban lévő objektummal.
"Képesek voltunk olyan modelleket előállítani egy neutroncsillag röntgen sugárzásához, amely többféle lehetséges atmoszférával rendelkezik" - mondta Heinke egy e-mail interjúban. "Csak a szén-atmoszféra magyarázza az összes adatot, amit látunk, tehát elég biztosak vagyunk abban, hogy ebben a neutroncsillagban van szén-atmoszféra, amikor először láttunk más atmoszférát egy neutroncsillagra."
A művész benyomása a Cas A neutroncsillagáról, amely megmutatja a szén-légkör apró mértékét. A Föld légköre ugyanolyan skálán látható, mint a neutroncsillag. Hitel: NASA / CXC / M.Weiss
Szóval hogyan magyarázza Heinke és csapata a hidrogén- és héliumhiányt ezen a neutroncsillagon? Gondolj Cas A-ra, mint csecsemõre.
"Úgy gondoljuk, hogy megértjük, mivel ennek a tárgynak a valóban fiatal kora miatt - csupán 330 éves gyengéd életkorban látjuk, összehasonlítva a több ezer éves neutroncsillagokkal" - mondta. „A szupernóva robbanás során, amely ezt a neutroncsillagot hozta létre (mivel a csillag magja összeomlik egy városi méretű objektumra, hihetetlenül nagy sűrűségű, mint az atommagok), a neutroncsillagot magas hőmérsékletekre hevítették, akár milliárd milliárdra is fok. Néhány millió fokra lehűlt, de úgy gondoljuk, hogy magas hőmérséklete elegendő volt ahhoz, hogy magfúzióhoz jusson a neutroncsillag felületén, a hidrogént és a héliumot szénnel olvadva. "
A felfedezés miatt a kutatók most már hozzáférhetnek a szupernóva teljes életciklusához, és többet megtudhatnak a robbanó csillagok szerepéről az univerzum felépítésében. Például a Földön található legtöbb ásványi anyag a szupernóvák terméke.
"Ez a felfedezés segít megérteni, hogy a neutroncsillagok miként születnek heves supernova robbanások során" - mondta Heinke.
Forrás: Interjú Craig Heinke-vel
