Saknad neutronstjärna hittad i resterna av berömd supernova

Nära mitten av de lysande resterna av supernovan 1987A har en grupp forskare hittat en punkt som lyser starkt i vissa våglängder. Ljuset stämmer överens med den strålning som kommer från ädelgasen argon när elektroner har ryckts bort från atomen.

– Vi började titta lite noggrannare och insåg rätt snabbt att det här måste vara den centrala källan, säger Claes Fransson, professor i astrofysik vid Stockholms universitet, som har lett studien.

Det innebär att forskarna har lyckats hitta det som finns kvar av den stjärna som exploderade som en supernova.

– Den strålning som vi ser kan bara ha uppstått om gasen har joniserats av den energirika strålningen från en neutronstjärna, säger Josefin Larsson, professor i astrofysik vid Kungliga tekniska högskolan, KTH.

En neutronstjärna är en himlakropp som är så kompakt att själva atomerna har tryckts ihop så att elektronerna absorberas i atomkärnorna. Kvar blir bara neutroner.

Forskarna förväntade sig att hitta en neutronstjärna här, men ingen har lyckats se den förrän nu.

Argon är ett av de ämnen som bildats under det sista året innan stjärnans kollaps, men det produceras också i själva supernovaexplosionen. Det material som slungas ut av explosionen svalnar snabbt av och fångar in elektroner så att det bildar neutrala atomer. Men om det finns en het neutronstjärna kvar i mitten kan den hetta upp och jonisera materialet allra närmast sig och ge upphov till den signatur som forskarna ser.

Alternativet vore att stjärnan hade varit så stor att den hade bildat ett svart hål. I det här fallet har man ända sedan 1987 förväntat sig att det blev en neutronstjärna, eftersom en typ av partiklar från explosionen – neutriner – fångades i tre olika laboratorier.

– Längden på neutrinopulsen var ungefär 10 sekunder. Det är mycket längre än man hade förväntat sig om det hade bildats ett svart hål där inne i centrum, säger Claes Fransson.

Trots att detta stod klart redan från början har det inte gått att se några direkta tecken på att där finns en neutronstjärna. Nu blev det möjligt tack vare nya verktyg.

– James Webb-teleskopet är fantastiskt. Den sortens instrument vi använder ger ett spektrum i varje bildpunkt. Då kan vi se en bild i varje våglängd, säger Josefin Larsson.

Neutronstjärnan befinner sig inte riktigt där den ursprungliga stjärnan låg. Explosionen var lite asymmetrisk, vilket gav stjärnan en knuff åt sidan.

– Den rör sig förmodligen med ungefär 400 kilometer per sekund. Supernova 1987A har bara haft 37 år på sig så den har inte kommit så långt, men man kan se andra supernovarester där neutronstjärnan har rört sig väldigt långt från centrum, säger Claes Fransson.

Supernova 1987A är den enda närbelägna supernovan på flera hundra år och har därför blivit den mest studerade. Den inträffade i den närbelägna dvärggalaxen Stora magellanska molnet, 168 000 ljusår bort, och var synlig med blotta ögat. Att den är relativt nära gör att det går att urskilja många detaljer och följa hur lämningarna förändras.

– Den utvecklas signifikant på en tidsskala av ett år eller så. Så fort man får ett nytt teleskop är det spännande att titta på den igen, säger Josefin Larsson.