ALMA heeft mogelijk neutronenster gevonden in de supernovarest SN 1987A

Artist impressie van SN1987A
Deze artist impression van SN 1987A toont ons de stoffige binnenste gebieden van de overblijfselen van de geëxplodeerde ster (rood), waar de neutronenster zich mogelijk in verstopt. Dit binnenste gebied contrasteert met de buitenste schil (blauw), waar de energie van de supernova botst (groen) met het omhulsel van gas dat voor de krachtige explosie van de ster werd uitgestoten (groen). Credit: NRAO / AUI / NSF / B. Saxton.

Astronomen hebben met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) nieuw bewijs gevonden dat er diep in de restanten van supernova 1987A een erg jonge neutronenster ligt verborgen.

SN 1987A is een stellaire explosie van een ster met een massa van ongeveer 20 zonsmassa. Deze supernova werd voor het eerst op 23 februari 1987 waargenomen in het nabij dwergsterrenstelsel de Grote Magelhaanse Wolk dat ongeveer 164.000 lichtjaar van de Aarde is verwijderd.

Het was de eerste supernova die met het blote oog zichtbaar was sinds de supernova die Johannes Kepler meer dan 400 jaar geleden waarnam.

Sinds astronomen getuige zijn van SN 1987A zoeken ze naar een compact object dat in de overblijfselen van de ontploffing moet zijn ontstaan.

Omdat er op de dag van de explosie neutrino’s op Aarde werden gedetecteerd verwachtten ze dat er een neutronenster is ontstaan in het centrum van de ineengestorte ster. Maar omdat ze geen bewijs konden vinden voor die ster begonnen ze zich af te vragen of er in plaats van een neutronenster geen zwart gat was ontstaan.

Recente waarnemingen met de ALMA radiotelescoop hebben de eerste aanwijzing opgeleverd van de missende neutronenster na de explosie. Opnames in een extreem hoge resolutie tonen een grote bel in de stoffige kern van SN 1987A. Deze vlek is helderder dan de omgeving en komt overeen met de verwachte locatie van de neutronenster.

De positie van de neutronenster in SN1987A
ALMA-beelden met een extreem hoge resolutie toonden een hete blob in de stoffige kern van SN 1987A (inzet), wat de locatie zou kunnen zijn van de missende neutronenster. De rode kleur toont stof en koud gas in het midden van de supernovarest, genomen op radiogolflengtes met ALMA. De groene en blauwe tinten laten zien waar de uitdijende schokgolf van de ontplofte ster in botsing komt met een ring van materiaal rond de supernova. Het groen vertegenwoordigt de gloed van zichtbaar licht, vastgelegd door de Hubble ruimtetelescoop. De blauwe kleur onthult het heetste gas en is gebaseerd op gegevens van de Chandra röntgentelescoop. De ring is oorspronkelijk ontstaan uit de lichtflits van de oorspronkelijke explosie. In de daaropvolgende jaren is het ringmateriaal aanzienlijk helderder geworden doordat de schokgolf van de explosie erin klapt. Credit: ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / P. Cigan / R. Indebetouw / AUI / NSF / B. Saxton / NASA / ESA / Hubble / Chandra.

Volgens computermodellen van supernova’s knalde SN 1097A de neutronenster met een snelheid van honderden kilometers per seconde weg van zijn geboorteplaats.

De hete bel bevindt zich precies op de plek waar astronomen de neutronenster tegenwoordig zouden verwachten. De temperatuur van de neutronenster, die voorspeld was op ongeveer 5 miljoen °C, levert voldoende energie om de helderheid van de bubbel te verklaren. Volgens de onderzoekers gedraagt de neutronenster zich precies zoals verwacht.

Het neutrinosignaal van de supernova suggereerde dat er nooit een zwart gat werd gevormd, bovendien kan een zwart gat de waargenomen helderheid van de bubbel niet verklaren. Volgens astronomen is een hete neutronenster de meest aannemelijke verklaring.

Volgens het team heeft de neutronenster een doorsnede van ongeveer 25 kilometer en omdat de neutronenster pas 33 jaar oud is, is het de jongste neutronenster die ooit is gevonden.

De op een na jongste neutronenster bevindt zich in de supernovarestant Cassiopeia A en is 330 jaar oud.

Alleen een rechtstreekse opname van de neutronenster geeft een definitief bewijs van zijn bestaan maar voor dat zullen astronomen nog enkele tientallen jaren moeten wachten want dan pas zijn de stofwolken van de supernovarestant transparant genoeg geworden om de neutronenster rechtstreeks te kunnen zien.

De bevindingen werden in twee artikelen gepubliceerd in het tijdschrift “Astrophysical Journal”.

Artikelen:

 

Eerste publicatie: 1 augustus 2020
Bron: Sci-News en anderen