Tàn dư siêu tân tinh 1987A không có hình ngôi sao neutron. Tín dụng hình ảnh: Hubble. Nhấn vào đây để phóng to.
Vào năm 1987, các nhà quan sát trái đất đã nhìn thấy một ngôi sao phát nổ trong thiên hà lùn gần đó có tên là Đám mây Magellan Lớn. Các nhà thiên văn học háo hức nghiên cứu siêu tân tinh này - lần gần nhất nhìn thấy trong 300 năm qua - và đã tiếp tục kiểm tra hài cốt của nó. Mặc dù sóng nổ của nó đã thắp sáng những đám mây khí và bụi xung quanh, siêu tân tinh dường như không để lại lõi. Các nhà thiên văn học hiện báo cáo rằng ngay cả đôi mắt sắc bén của Kính viễn vọng Không gian Hubble cũng không thể xác định được lỗ đen hoặc sao neutron siêu thanh mà họ tin là do ngôi sao chết cách đây 18 năm.
Chúng tôi nghĩ rằng một ngôi sao neutron đã được hình thành. Câu hỏi là: Tại sao don Patrick chúng ta thấy nó? nhà thiên văn học Genevieve Graves của UC Santa Cruz, tác giả đầu tiên trên bài báo công bố những kết quả này.
Voi ở đó bí ẩn - ngôi sao neutron bị mất tích đó ở đâu? đồng tác giả Robert Kirshner của Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian (CfA).
Khi một ngôi sao khổng lồ phát nổ, nó để lại một loại vật thể nhỏ gọn nào đó, hoặc là một quả bóng của các hạt hạ nguyên tử có kích thước thành phố được gọi là sao neutron hoặc lỗ đen. Kết quả phụ thuộc vào khối lượng của ngôi sao tổ tiên. Sao nhỏ hơn tạo thành sao neutron trong khi sao lớn hơn tạo thành lỗ đen.
Tổ tiên của siêu tân tinh (SN) 1987A nặng gấp 20 lần mặt trời, đặt nó ngay trên vạch chia và khiến các nhà thiên văn không chắc chắn về loại vật thể nhỏ gọn mà nó tạo ra. Tất cả các quan sát cho đến nay đã không phát hiện ra một nguồn sáng ở trung tâm của tàn dư siêu tân tinh, khiến câu hỏi về kết quả chưa được trả lời.
Phát hiện lỗ đen hoặc sao neutron là một thách thức. Một lỗ đen chỉ có thể được phát hiện khi nó nuốt vật chất, bởi vì vật chất nóng lên và phát ra ánh sáng khi rơi vào lỗ đen. Một ngôi sao neutron ở khoảng cách của Đám mây Magellan Lớn chỉ có thể được phát hiện khi nó phát ra các chùm bức xạ dưới dạng một pulsar hoặc khi nó tích tụ vật chất nóng như lỗ đen.
Một ngôi sao neutron chỉ có thể ngồi ở đó trong SN 1987A, không tích lũy vật chất và không phát ra đủ ánh sáng để chúng ta nhìn thấy, ông Martin Challis (CfA), tác giả thứ hai của nghiên cứu cho biết.
Các quan sát đã loại trừ khả năng của một pulsar trong SN 1987A. Ngay cả khi các chùm tia xung không nhắm vào trái đất, chúng sẽ thắp sáng những đám mây khí xung quanh. Tuy nhiên, các lý thuyết dự đoán rằng có thể mất từ 100 đến 100.000 năm để một pulsar hình thành sau siêu tân tinh, bởi vì sao neutron phải có được từ trường đủ mạnh để cung cấp năng lượng cho chùm tia xung. SN 1987A có thể quá trẻ để giữ một pulsar.
Kết quả là, cách duy nhất các nhà thiên văn học có thể phát hiện vật thể trung tâm là tìm kiếm bằng chứng vật chất tích tụ trên một ngôi sao neutron hoặc lỗ đen. Sự bồi tụ đó có thể xảy ra theo một trong hai cách: sự bồi tụ hình cầu trong đó vật chất rơi vào từ mọi hướng, hoặc sự bồi tụ của đĩa trong đó vật chất xoắn ốc hướng vào trong từ một đĩa vào vật thể nhỏ gọn.
Dữ liệu Hubble loại trừ sự bồi tụ hình cầu vì ánh sáng từ quá trình đó sẽ đủ sáng để phát hiện. Nếu quá trình bồi tụ đĩa diễn ra, ánh sáng mà nó tạo ra rất mờ, nghĩa là bản thân đĩa phải khá nhỏ cả về khối lượng và hướng tâm. Ngoài ra, việc thiếu bức xạ có thể phát hiện cho thấy tốc độ bồi tụ của đĩa phải cực kỳ thấp - ít hơn khoảng một phần năm khối lượng của Mặt trăng mỗi năm.
Trong trường hợp không có phát hiện dứt khoát, các nhà thiên văn học hy vọng sẽ tìm hiểu thêm về vật thể trung tâm bằng cách nghiên cứu các đám mây bụi xung quanh nó. Bụi đó hấp thụ ánh sáng nhìn thấy và tia cực tím và tái phát năng lượng ở bước sóng hồng ngoại.
Graves Bằng cách nghiên cứu ánh sáng đã được xử lý lại, chúng tôi hy vọng tìm ra thứ gì cung cấp năng lượng cho tàn dư siêu tân tinh và thắp sáng bụi, Graves nói. Các quan sát trong tương lai của Kính viễn vọng Không gian NASA Spitzer của NASA sẽ cung cấp manh mối mới về bản chất của vật thể ẩn.
Các quan sát bổ sung của Hubble cũng có thể giúp giải quyết bí ẩn. Kir Hubner là cơ sở duy nhất hiện có với độ phân giải và độ nhạy cần thiết để nghiên cứu vấn đề này, Kirshner nói.
Bài viết mô tả những phát hiện này là trực tuyến tại http://arxiv.org/abs/astro-ph?0505066
Nguồn gốc: Bản tin CfA
