Kada je zvijezda do 20 puta masivnija od Sunca eksplodirala u obližnjoj galaksiji, eksplozija je bila toliko jaka da je tjednima 1987. godine bila vidljiva golim okom sa Zemljine južne hemisfere. Znanstvenici su konačno identificirali potomka te supernove - neutronsku zvijezdu.
Dva instrumenta na svemirskom teleskopu James Webb (JWST), koji su promatrali supernovu na infracrvenim valnim duljinama, uočila su kemijske dokaze koji uključuju atome argona i sumpora, a koji pokazuju da je novorođena neutronska zvijezda zaklonjena iza krhotina preostalih od eksplozije, rekli su znanstvenici u četvrtak.
Takve eksplozije mogu stvoriti crnu rupu ili neutronsku zvijezdu. Webbova promatranja rješavaju zagonetku koja je nastala iz ove supernove.
"Nakon praćenja supernove i potrage za kompaktnim objektom više od tri desetljeća, uzbudljivo je konačno pronaći nedostajući dokaz za neutronsku zvijezdu, zahvaljujući JWST-u", rekao je profesor astrofizike Claes Fransson sa Sveučilišta u Stockholmu, glavni autor studije objavljene u časopisu Science.
"Neutronske zvijezde su neizmjerno gusti kompaktni ostaci eksplozije masivne zvijezde", rekao je koautor studije Patrick Kavanagh, predavač eksperimentalne fizike na Sveučilištu Maynooth u Irskoj. "To se može usporediti sa sažimanjem cijele mase sunca u veličinu grada. Toliko su gusti da žlica neutronske zvijezde može imati težinu planine."
Ova supernova, nazvana 1987A, pojavila se 160.000 svjetlosnih godina od Zemlje u Velikom Magellanovom oblaku, patuljastoj galaksiji u susjedstvu našeg Mliječnog puta. Zvijezda je zbog svoje velike mase imala relativno kratak životni vijek od oko 20 milijuna godina, puno manje od našeg Sunca.
Svjetlo od eksplozije viđeno je sa Zemlje 24. veljače 1987., dan nakon što je otkrivena eksplozija neutrina - subatomskih čestica proizvedenih u ogromnim količinama kada se jezgra velike zvijezde uruši - izazvana supernovom. To je bilo prvi put od 1604. godine da je supernova bila vidljiva golim okom.
Zvijezde masivnije najmanje osam do deset puta od Sunca završavaju svoj život u supernovi, razbacujući velik dio svoje materije u svemir nakon kolapsa zvjezdane jezgre, ali ostavljajući za sobom ostatak. Iako katastrofalne, ove su eksplozije glavni izvori kemijskih elemenata, uključujući ugljik, kisik, silicij i željezo, koji čine život mogućim.
Ostatak, ovisno o veličini propale zvijezde, može biti ili neutronska zvijezda ili crna rupa, objekt čija je gravitacijska sila toliko jaka da čak ni svjetlost ne može pobjeći.
Kod supernove 1987A, veličina zvijezde i trajanje eksplozije neutrina sugerirali su da je ostatak neutronska zvijezda, ali to nije bilo potvrđeno izravnim dokazima.
"Izravan dokaz za bilo koji od ovih egzotičnih objekata nikada nije pronađen tako brzo nakon eksplozije supernove, do sada", rekao je Kavanagh.
Webbovi instrumenti detektirali su atome argona i sumpora čiji su vanjski elektroni bili ogoljeni, što znači da su bili "ionizirani". Znanstvenici su proučavali različite scenarije i otkrili da su ti atomi mogli ostati tamo u tom stanju samo uz ultraljubičasto i rendgensko zračenje neutronske zvijezde.
Sada rade na utvrđivanju koja je to vrsta neutronske zvijezde: brzo rotirajući tip koji se naziva pulsar s jakim magnetskim poljem ili "tiši" sa slabim magnetskim poljem.
Otkrića predstavljaju još jedno postignuće Webba, koji je počeo s radom 2022.