Martwa gwiazda otoczona przez światło
Nowe zdjęcia z należącego do ESO Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) w Chile oraz z innych teleskopów ukazały bogaty krajobraz gwiazd i świecących obłoków gazu w jednej z najbliższych nam galaktyk - Małym Obłoku Magellana. Fotografie umożliwiły astronomom zidentyfikowanie nieuchwytnej martwej gwiazdy w pasmach gazu pozostawionych przez wybuch supernowej sprzed 2000 lat. Użyto instrumentu MUSE do ustalenia gdzie skrywa się ten obiekt, a istniejące dane z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra potwierdziły identyfikację jako odosobnioną gwiazdę neutronową.
Nowe spektakularne obrazy utworzone ze zdjęć z teleskopów naziemnych i kosmicznych opowiadają historię polowania na nieuchwytny, brakujący obiekt, ukryty w złożonej plątaninie gazowych włókien w Małym Obłoku Magellana, około 200 000 lat świetlnych od Ziemi.
Nowe dane z instrumentu MUSE na należącym do ESO teleskopie VLT w Chile ujawniły niezwykły pierścień gazu w systemie oznaczonym jako 1E 0102.2-7219, powoli ekspandujący wewnątrz innych licznych szybko poruszających się włókien gazu i pyłu pozostawionych przez wybuch supernowej. Odkrycie to pozwoliło zespołowi, którym kierował Frédéric Vogt, stażysta ESO w Chile, wyśledzić pierwszą odosobnioną gwiazdę neutronową z małym polem magnetycznym znajdującą się poza naszą galaktyką Drogą Mleczną.
Badacze zauważyli pierścień, który jest wycentrowany na źródle rentgenowskim znanym od wielu lat i oznaczonym jako p1. Natura źródła pozostawała jednak zagadką. W szczególności nie było jasne czy p1 leży wewnątrz pozostałości czy można poza nią. Dopiero gdy przy pomocy MUSE zaobserwowano pierścień gazu - który zawiera zarówno neon, jak i tlen - zespół naukowy stwierdził, iż perfekcyjnie otacza on p1. Koincydencja była zbyt duża i wywnioskowano, że p1 musi leżeć wewnątrz samej pozostałości po supernowej. Gdy poznano położenie p1, zespół użył istniejących obserwacji rentgenowskich tego obiektu z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra, aby ustalić że musi to być odosobniona gwiazda neutronowa o małym polu magnetycznym.
- Gdy szuka się punktowego źródło, sprawy nie polepsza sytuacja, gdy Wszechświat, całkiem dosłownie, rysuje okrąg wokół niego, aby pokazać gdzie trzeba patrzeć - powiedział Frédéric Vogt.
Gdy masywne gwiazdy wybuchają jako supernowe, pozostawiają skłębioną sieć gorącego gazu i pyłu znaną jako pozostałość po supernowej. Te turbulentne struktury są kluczowe w redystrybucji cięższych pierwiastków, które są wytwarzane przez masywne gwiazdy w trakcie ich życia i śmierci - do ośrodka międzygwiazdowego, gdzie następnie formują nowe gwiazdy i planety.
Typowo ledwo dziesięć kilometrów średnicy, ale masa większa niż naszego Słońca - uważa się, iż izolowane gwiazdy neutronowe z małymi polami magnetycznymi licznie występują we Wszechświecie, ale są bardzo trudne do odnalezienie, ponieważ mogą świecić jedynie w zakresie promieniowania X. Fakt, iż potwierdzenie p1 jako odosobnionej gwiazdy neutronowej było możliwe dzięki obserwacjom optycznym jest więc szczególnie interesujący.
Współautorka Liz Bartlett, która także jest stażystką ESO w Chile, podsumowuje odkrycie:
- To pierwszy obiekt tego rodzaju, który udało się potwierdzić poza Drogą Mleczną. Było to możliwe dzięki użyciu MUSE jako narzędzia do śledzenia. Sądzimy, że może to otworzyć nowe kanały odkryć i badań tych nieuchwytnych gwiezdnych pozostałości.
