ستاره‌ی نوترونی گم شده در قلب یک ابرنواختر پیدا شد
با گذشت ۳۳ سال از انفجار ابرنواختری مهمی که در اواخر قرن گذشته روی داد، سرانجام ستاره‌شناسان موفق شدند راز آنچه برای این ستاره رخ داده را کشف کنند.
ابرنواختر 1987A یکی از ابرنواخترهای دیدنی تاریخ بود که در نزدیک‌ترین کهکشان همسایه‌ی ما، ابر بزرگ ماژلانی و تنها با ۱۶۸ هزار سال نوری فاصله قرار دارد. تلسکوپ‌ها در سراسر کره‌ی زمین و همچنین تلسکوپ‌های فضایی این فرصت را یافتند که موج انفجار را ضبط کنند و موفق شدند سه حلقه که یکدیگر را دربر گرفته بودند، به تصویر بکشند. اما توضیح ساختار این ابرنواختر، حلقه‌ی مفقوده‌ی این انفجار تاریخی بود.
نوترینوهایی که بلافاصله پس از انفجار ابرنواختر به زمین رسیدند، نشان دادند که جرم حاصل از فروپاشی، باید یک ستاره‌ی نوترونی باشد. اخترشناسان نتوانستند هیچ نشانه‌ای در این زمینه پیدا کنند. زیرا گرد و غبار، مرکز انفجار را پنهان کرده بود و حتی برخی فکر می‌کردند که شاید یک سیاهچاله در مرکز این ابرنواختر ایجاد شده باشد.
نمایی از حلقه‌های ابرنواختر 1987A در ابر بزرگ ماژلانی | Credit: R. Kirshner/P. Challis/NASA/ESA
بررسی دقیق‌تر نشان داد که بقایای گازی لایه‌های بیرونی ستاره کمی نامتوازن است و این موضوع گویای آن بود که هر چیزی در این انفجار شکل گرفته باشد، چه ستاره‌ی نوترونی و چه سیاهچاله، از مرکز انفجار فاصله گرفته است.
سپس، مشاهدات جدید از سوی آرایه میلی‌متری بزرگ آتاکاما (آلما) در شیلی، نشان داد که احتمالا جست‌وجو برای یافتن مرکز این ابرنواختر به پایان نزدیک می‌شود. «فیل سیگان» (Phil Cigan) و همکارانش در دانشگاه کاردیف، آرایه‌ای از رادیوتلسکوپ‌ها را روی یک حباب گرد و غبار متمرکز کردند.
آن‌ها متوجه شدند دمای این حباب ۳۳ درجه کلوین (معادل منفی ۲۴۰ درجه‌ی سانتی‌گراد) است و اگرچه چنین دمایی برای انسان بسیار پایین احساس می‌شود اما به اندازه‌ی کافی گرم هست که یک ناهمگونی را نشان دهد. این پژوهش در سال ۲۰۱۹ در «ژورنال اخترفیزیک» (Astrophysical Journal) منتشر شد. اما در آن زمان محققان به طور قطعی نتوانستند بگویند که این حباب گرم چیست، زیرا اعتقاد بر این بود که این حباب روشن‌تر از آن است که دربرگیرنده‌ی یک ستاره‌ی نوترونی باشد.
در پژوهش جداگانه‌ای که به‌تازگی انجام شده و باز هم در ژورنال بالا به چاپ رسیده است، «دنی پیج» (Dany Page) و همکارانش از دانشگاه مستقل ملی مکزیک، نشان دادند که تنها توضیح قابل پذیرش این است که گرمای این توده‌ی غبار، ناشی از انتشار حرارت از ستاره‌ی نوترونی تازه متولد شده‌ای باشد که بر اثر انفجار ابرنواختری هنوز داغ است. علاوه بر این در این پژوهش مشخص شد که موقعیت حباب گرد و غبار با پیش‌بینی‌های قبلی از موقعیت هسته همپوشانی دارد.
نمایی تلسکوپی از ابرنواختر 1987A و توده‌ی غبار که مرکز را می‌پوشاند | Credit: ALMA, NRAO/AUI/NSF
پژوهشگران تخمین می‌زنند که دمای این ستاره‌ی نوترونی ۲۵ کیلومتری، تقریبا ۵ میلیون درجه سلسیوس است. دمایی که انرژی کافی برای توضیح درخشندگی حباب را نیز فراهم می کند. این مطالعه همچنین حاکی از آن است که ستاره‌ی نوترونی به‌دلیل انفجار قدرتمند ابرنواختری نسبت به مرکز جابه‌جا شده است.
جالب توجه است که امواج منتشر شده از این ستاره‌ی نوترونی نشان می‌دهد که این ستاره، یک جت چرخنده و تپ اختری نیست؛ بلکه یک هسته‌ی معمولی است که آنقدر خرد شده است که تقریبا فقط نوترون‌ها باقی مانده‌اند. دانشمندان می‌گویند ما تمام احتمالات را با هم مقایسه کردیم و نتیجه گرفتیم که یک ستاره نوترونی داغ محتمل‌ترین توضیح است.
اکنون با گذشت فقط ۳۳ سال، این ستاره جوان‌ترین ستاره‌ی نوترونی است که تاکنون کشف شده است. پس از آن جوان‌ترین ستاره‌ی نوترونی ۳۳۰ سال دارد که در بقایای ابرنواختر Cassiopeia A واقع شده است. محققان امیدوارند که با کم‌تر شدن گاز و گرد و غبار موجود در ابرنواختر 1987A طی دهه‌های آینده بتوانند به طور مستقیم از این ستاره‌ی نوترونی جوان تصویربرداری کنند و وجود آن را به طور قطعی نشان دهند.
عکس کاور از ALMA/Alexandra Angelich
منابع: Sky&Telescope, Space
