Komunikat prasowy

Martwa gwiazda otoczona przez światło

Dane z MUSE wskazują na samotną gwiazdę neutronową poza naszą galaktyką

5 kwietnia 2018

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 [1] 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.

Frédéric Vogt tłumaczy: „Gdy szuka się punktowego źródło, sprawy nie polepsza sytuacja, gdy Wszechświat, całkiem dosłownie, rysuje okrąg wokół niego, aby pokazać gdzie trzeba patrzeć.

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 [2]. 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.”

Uwagi

[1] Zdjęcie łączy dane instrumentu MUSE na należącym do ESO Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) w Chile i orbitalnych, należących do NASA/ESA, Kosmicznym Teleskopie Hubblle’a i Obserwatorium Rentgenowskim Chandra.

[2] Bardzo magnetyczne, obracające się gwiazdy neutronowe nazywane są pulsarami. Emitują silne na falach radiowych i w innych zakresach, dzięki czemu są łatwiejsze do odnalezienie, ale stanowią one zaledwie niewielki ułamek wszystkich gwiazd neutronowych, których istnienie jest przewidywane.

Więcej informacji

Wyniki badań przedstawiono w artykule pt. „Identification of the central compact object in the young supernova remnant 1E 0102.2-7219”, Frédéric P. A. Vogt et al., w czasopiśmie Nature Astronomy.

Skład zespołu badawczego: Frédéric P. A. Vogt (ESO, Santiago, Chile & ESO Fellow), Elizabeth S. Bartlett (ESO, Santiago, Chile & ESO Fellow), 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) oraz Jason P. Terry (University of Georgia, Athens, USA).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Wspiera je 16 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop ELT (Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop), który stanie się „największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Publikacja naukowa w Nature Astronomy
• Zdjęcia VLT

Kontakt

Frédéric P. A. Vogt
ESO Fellow
Santiago, Chile
E-mail: fvogt@eso.org

Elizabeth S. Bartlett
ESO Fellow
Santiago, Chile
E-mail: ebartlet@eso.org

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Tel. kom.: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych