Космический телескоп JWST обнаружил выдающееся свидетельство излучения нейтронной звезды в месте недавно замеченной сверхновой. Эта сверхновая, известная как SN 1987A, возникла в результате коллапса ядра звезды, после чего образовалась либо нейтронная звезда, либо черная дыра. Долгое время искались подтверждения существования такого компактного объекта, и хотя уже ранее были найдены косвенные доказательства его присутствия, это первый случай обнаружения эффектов высокоэнергетического излучения вероятной молодой нейтронной звезды.
Сверхновые, являющиеся взрывными финальными стадиями жизни некоторых массивных звезд, вспыхивают на протяжении нескольких часов, а яркость их взрыва достигает пика в течение нескольких месяцев. Остатки взорвавшейся звезды продолжают развиваться быстрыми темпами на протяжении следующих десятилетий, предоставляя астрономам уникальную возможность изучать ключевые астрономические процессы в реальном времени.
Сверхновая SN 1987A произошла на расстоянии 160 000 световых лет от Земли в Большом Магеллановом Облаке. Ее впервые заметили на Земле в феврале 1987 года, а пик яркости пришелся на май того же года. Это была первая сверхновая, видимая невооруженным глазом, с момента наблюдения сверхновой Кеплером в 1604 году.
Примерно за два часа до первого наблюдения SN 1987A в видимом свете три обсерватории по всему миру зафиксировали всплеск нейтрино, который продолжался всего несколько секунд. Это позволило связать два различных типа наблюдений с одним и тем же событием сверхновой и предоставило важные доказательства для теории о том, как происходит коллапс ядра сверхновых. Согласно этой теории, этот тип сверхновых приводит к образованию нейтронной звезды или черной дыры. С тех пор астрономы искали доказательства существования одного из этих компактных объектов в центре расширяющегося остаточного материала.
Косвенные доказательства присутствия нейтронной звезды в центре остатка были обнаружены в последние годы, и наблюдения за гораздо более старыми остатками сверхновых, такими как Крабовидная туманность, подтверждают, что нейтронные звезды присутствуют во многих остатках сверхновых. Однако прямые свидетельства существования нейтронной звезды после SN 1987A (или любой другой аналогичной недавней сверхновой) до сих пор не были обнаружены.
Научные наблюдения с использованием телескопа Webb начались в июле 2022 года, и результаты, полученные с его помощью, стали основой этой работы. Исследователи использовали спектрограф среднего разрешения (MRS) MIRI (среднего инфракрасного диапазона), разработанный для Уэбба, и интегральный полевой блок (IFU), который позволяет одновременно наблюдать и регистрировать спектры объекта. Анализ спектров показал сильный сигнал от ионизированного аргона в центре выброшенного материала, окружающего исходное положение SN 1987A. Дальнейшие наблюдения с использованием IFU NIRSpec Webb на более коротких волнах обнаружили еще более сильно ионизированные химические элементы.
Планируется провести еще больше наблюдений с помощью телескопа JWST и наземных телескопов в текущем году. Исследователи надеются, что это позволит получить больше информации о процессах, происходящих в сердце остатка SN 1987A, и стимулирует разработку более детальных моделей, которые помогут лучше понять не только SN 1987A, но и сверхновые с коллапсом ядра в целом.