Lehdistötiedote

Valon ympäröimä kuollut tähti

MUSE-havaintoaineisto osoittaa oman galaksimme ulkopuolisen eristyneen neutronitähden olemassaolon

5. huhtikuuta 2018

Chilessä sijaitsevan, ESO:n VLT-teleskoopin sekä muiden teleskooppien uudet kuvat paljastavat tähdistä ja hohtavista kaasupilvistä runsaan maiseman yhdessä lähimmistä naapurigalakseistamme, Pienessä Magellanin pilvessä. Kuvien ansiosta tähtitieteilijät ovat kyenneet tunnistamaan 2000 vuotta vanhan supernovaräjähdyksen jälkeensä jättämien kaasurihmojen joukkoon hautautuneen, välttelevän tähtiruumiin. MUSE-havaintolaitetta käytettiin vahvistamaan missä tämä välttelevä kohde piilottelee ja aikaisempi Chandra-röntgenobservatorion havaintoaineisto vahvisti sen luonteen eristyneenä neutronitähtenä.

Sekä maan pinnalta että avaruudesta havaintoja tekevien teleskooppien [1] näyttävät uudet kuvat kertovat tarinaa välttelevästä, kadonneesta kohteesta, joka piilottelee Pienen Magellanin pilven monimutkaisen kaasurihmojen vyyhden joukossa, noin 200 000 valovuoden etäisyydellä Maasta.

ESO:n, Chilessä sijaitsevan VLT-teleskoopin MUSE-havaintolaitteen uusi havaintoaineisto on paljastanut 1E 0102.2-7219 -nimisessä järjestelmässä merkittävän kaasurenkaan, joka laajenee hitaasti muiden, supernovaräjähdyksen jälkeensä jättämien nopeasti liikkuvien kaasu- ja tomurihmojen joukossa. Tämän löydön ansiosta Chilessä työskentelevän ESO-tutkijan, Frédéric Vogt, johtama tutkimusryhmä pystyi jäljittämään kautta aikojen ensimmäisen, oman Linnunratamme ulkopuolisen, eristyneen neutronitähden, jolla on vähäinen magneettikenttä.

Tutkimusryhmä huomasi, että renkaan keskipisteessä oli röntgenlähde, joka oli havaittu vuosia aikaisemmin ja saanut nimen p1. Tämän lähteen luonne oli jäänyt arvoitukseksi. Erityisesti oli epäselvää oliko p1 itse asiassa supernovajäänteen sisällä vai sen takana. Vasta kun sekä neonia että happea käsittävä kaasurengas oli havaittu MUSE:lla, tutkimusryhmä huomasi, että se ympäröi p1:n täydellisesti. Yhteensattuma oli liian ilmeinen ja he ymmärsivät, että p1:n täytyy sijaita supernovajäänteen sisällä. Kun p1:n sijainti tunnettiin, tutkimusryhmä käytti aikaisempia tästä kohteesta Chandra-röntgenobservatoriolla tehtyjä röntgenhavaintoja määrittämään, että sen täytyy olla eristynyt neutronitähti, jolla on vähäinen magneettikenttä.

Frédéric Vogtin sanoin: "Jos etsit pistelähdettä, ei enää paremmin voisi käydä kuin, että maailmankaikkeus piirtää kirjaimellisesti ympyrän sen ympärille, jotta tiedät mistä etsiä."

Kun massiiviset tähdet räjähtävät supernovina, ne jättävät jälkeensä kuumasta kaasusta ja tomusta koostuvan jähmettyvän verkon, joka tunnetaan supernovajäänteenä. Nämä myrskyisät rakenteet ovat avain massiivisissa tähdissä niiden elämän ja kuoleman aikana muodostuneiden raskaimpien alkuaineiden leviämiseen tähtienväliseen avaruuteen, jossa ne aikanaan muodostavat uusia tähtiä ja planeettoja.

Tyypillisesti tuskin kymmenen kilometriä halkaisijaltaan, joskin Aurinkoamme raskaammat, eristyneet vähäisen magneettikentän neutronitähdet oletetaan runsaslukuisiksi kautta koko maailmankaikkeuden, mutta niitä on vaikea löytää, koska ne loistavat vain röntgenaallonpituuksilla [2]. Se tosiasia, että p1:n vahvistaminen eristyneeksi neutronitähdeksi oli mahdollista näkyvän valon havainnoista, on siten erityisen kiehtovaa.

Yksi kirjoittajista, Liz Bartlett, myös ESO-tutkija Chilestä, yhteenvetää tämän löydön: "Tämä on ensimmäinen kohde laatuaan, joka on vahvistettu Linnunradan ulkopuolelta, ja mahdollinen vain käyttäen MUSE:a ohjaustyökaluna. Ajattelemme, että tämä avaa uusia kanavia näiden välttelevien tähtijäänteiden löytämiselle ja tutkimiselle.

Lisähuomiot

[1] Kuva yhdistää havaintoaineistoa Chilessä sijaitsevalta ESO:n VLT-teleskoopilta ja Maan kiertoradalla olevilta NASA:n ja ESA:n Hubble-avaruusteleskoopilta ja NASA:n Chandra-röntgenobservatoriolta.

[2] Suuresti magneettisia kieppuvia neutronitähtiä kutsutaan pulsareiksi. Ne säteilevät voimakkaasti radio- ja muita aallonpituuksia ja ne on helppo löytää, mutta ne ovat vain pieni murto-osa kaikista ennustetuista neutronitähdistä.

Lisätietoa

Tätä tutkimusta on esitelty tutkimusjulkaisussa "Identification of the central compact object in the young supernova remnant 1E 0102.2-7219", jonka kirjoittivat Frédéric P. A. Vogt et al. ja joka ilmestyy julkaisusarjassa Nature Astronomy.

Tutkimusryhmään kuuluvat Frédéric P. A. Vogt (ESO, Santiago, Chile & ESO-tutkija), Elizabeth S. Bartlett (ESO, Santiago, Chile & ESO-tutkija), Ivo R. Seitenzahl (University of New South Wales Canberra, Australia), Michael A. Dopita (Australian National University, Canberra, Australia), Parviz Ghavamian (Towson University, Baltimore, Maryland, USA), Ashley J. Ruiter (University of New South Wales Canberra & ARC Centre of Excellence for All-sky Astrophysics, Australia) ja Jason P. Terry (University of Georgia, Athens, USA).

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja ylivoimaisesti maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 15 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Puola, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta, joiden lisäksi Chile toimii laitteistojen sijoitusmaana ja Australia strategisena kumppanina. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla VLT-teleskooppi (Very Large Telescope) ja siihen liittyvä, maailmanlaajuisesti johtava VLTI-interferometri, sekä kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja VST-teleskooppi näkyvän valon aallonpituuksilla. ESO on myös merkittävä kumppani kahdessa Chajnantorin laitteistossa, APEX-teleskoopissa ja ALMA-teleskoopissa, joka on maailman suurin tähtitieteellinen projekti. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista ELT-teleskooppia (Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu Nature Astronomy -julkaisusarjassa
• Valokuvia VLT-teleskoopista

Yhteystiedot

Frédéric P. A. Vogt
ESO Fellow
Santiago, Chile
Sähköposti: fvogt@eso.org

Elizabeth S. Bartlett
ESO Fellow
Santiago, Chile
Sähköposti: ebartlet@eso.org

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

Pasi Nurmi (press contact Suomi)
ESO Science Outreach Network and University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Email: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso1810.