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詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)隱藏在超新星殘骸中的詹姆中子星

美國國家航空航天局/歐空局/加空局詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡觀測到了迄今為止最好的證據(jù)，證明在一顆最近觀測到的斯韋著名超新星的位置上有中子星發(fā)射。這顆超新星被稱為SN 1987A，伯太鎮(zhèn)江外圍伴游（電話微信199-7144-9724）鎮(zhèn)江外圍伴游酒吧外圍上門外圍女姐美女本地上門發(fā)生在距離地球16萬光年的空望大麥哲倫星云中。（圖片來源:uux.cn/美國國家航空航天局、遠(yuǎn)鏡隱藏歐空局、發(fā)現(xiàn)加空局和C. Fransson（斯德哥爾摩大學(xué)）、超新M. Matsuura（卡迪夫大學(xué)）、星殘星M. J. Barlow（倫敦大學(xué)學(xué)院）、骸中P. J .卡瓦納格（梅努斯大學(xué)）、詹姆J. Larsson（皇家理工學(xué)院））
（神秘的斯韋地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（羅伯特·李）：天文學(xué)家利用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）在一次恒星爆炸的殘骸中發(fā)現(xiàn)了一顆中子星，從而結(jié)束了長達(dá)近十年的伯太天體捉迷藏游戲。
超新星1987A代表了一顆爆炸恒星的空望鎮(zhèn)江外圍伴游（電話微信199-7144-9724）鎮(zhèn)江外圍伴游酒吧外圍上門外圍女姐美女本地上門殘骸，這顆恒星的遠(yuǎn)鏡隱藏質(zhì)量曾經(jīng)是太陽的8到10倍。它位于銀河系的發(fā)現(xiàn)一個矮星系鄰居大麥哲倫星云中，距離我們大約17萬光年。37年前的1987年，天文學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)了超新星1987A，因此得名于它的數(shù)字特征。超新星1987A爆炸時，它首先向地球噴射了一種名為中微子的幽靈粒子，然后在強(qiáng)光下變得可見。這使它成為近400年來地球上夜空中最近、最亮的超新星。
像這樣的超新星爆發(fā)是導(dǎo)致宇宙中出現(xiàn)碳、氧、硅和鐵等元素的原因。這些元素最終成為下一代恒星和行星的基石，甚至可以形成分子，有朝一日可能成為我們所知的生命不可或缺的一部分。這些爆炸也產(chǎn)生了中子星或黑洞形式的致密恒星殘余；37年來，天文學(xué)家一直不知道哪一個可能潛藏在超新星1987A的中心。
“很長一段時間以來，我們一直在超新星1987A的氣體和塵埃中尋找中子星的證據(jù)，”物理學(xué)和天文學(xué)名譽(yù)教授、此次發(fā)現(xiàn)背后的團(tuán)隊(duì)成員邁克·巴洛告訴Space.com。“最終，我們找到了一直在尋找的證據(jù)。“
中子星是如何隱藏40年的？
當(dāng)大質(zhì)量恒星耗盡其核心發(fā)生核聚變所需的燃料供應(yīng)時，中子星就會誕生。這切斷了這些恒星內(nèi)核向外流動的能量，從而防止它們在自身重力作用下坍塌。
當(dāng)恒星核心坍塌時，巨大的超新星爆炸撕裂恒星外層，將它們炸飛。這留下了一顆與地球上普通城市一樣寬的“死亡”恒星，但質(zhì)量約為太陽的一到兩倍；這顆恒星最終由中子粒子流體組成，這是宇宙中已知密度最大的物質(zhì)。
然而，中子星內(nèi)部中子之間發(fā)生的量子效應(yīng)支撐著中子星免于完全坍縮。這些效應(yīng)防止中子聚集在一起。如果恒星內(nèi)核有足夠的質(zhì)量，或者中子星在產(chǎn)生后積累了更多的質(zhì)量，這種所謂的“中子簡并壓力”就可以克服。這將導(dǎo)致黑洞的誕生（如果沒有達(dá)到最小質(zhì)量，這不會發(fā)生。)
科學(xué)家們已經(jīng)相當(dāng)確定超新星1987A中的物體是一顆中子星，但他們不能排除這種新死亡的恒星的可能性，至少在大約17萬年前，我們看到的這顆恒星還沒有聚集足夠的質(zhì)量將其自身轉(zhuǎn)化為黑洞。
“另一種可能性是墜入的物質(zhì)可能被吸積到中子星上，并導(dǎo)致它坍縮成黑洞。因此，黑洞是一種可能的替代方案，”巴洛說。“然而，填充材料產(chǎn)生的光譜并不是解釋我們所看到的發(fā)射的正確光譜類型。”
詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)隱藏在超新星殘骸中的中子星

詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)隱藏在超新星殘骸中的中子星

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡看到的超新星1987A。（圖片來源:uux.cn/哈勃太空望遠(yuǎn)鏡WFPC 3號/詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡尼爾斯佩克/J .拉爾森）
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這顆新發(fā)現(xiàn)的中子星已經(jīng)被探測了37年，因?yàn)樽鳛橐活w新生恒星，它仍然被超新星爆發(fā)時發(fā)射的厚厚的氣體和塵埃所包圍，超新星爆發(fā)標(biāo)志著其前身恒星的垂死掙扎。
巴洛說:“超新星在爆炸后的幾年里凝聚了大約半個太陽質(zhì)量的塵埃，這一事實(shí)阻礙了探測工作。”“這些塵埃充當(dāng)了超新星1987A中心發(fā)出的遮蔽屏幕的電波。“
灰塵阻擋紅外光的效果遠(yuǎn)不如阻擋可見光的效果好。因此，為了透過死亡之衣看到超新星1987A的內(nèi)部，巴洛和他的同事們求助于JWST高度靈敏的紅外眼，特別是望遠(yuǎn)鏡的中紅外儀器和近紅外光譜儀。
這顆隱藏中子星的確鑿證據(jù)與來自超新星1987A中心的元素氬和硫的排放有關(guān)。這些元素被電離了，這意味著它們的原子中的電子被剝離了。巴洛說，這種電離只能由中子星發(fā)出的輻射產(chǎn)生。
這些輻射使研究小組能夠限制這顆曾經(jīng)隱藏的中子星的亮度或光度。他們確定它的亮度大約是太陽的十分之一。
該團(tuán)隊(duì)可能已經(jīng)確定中子星是由超新星1987A誕生的，但這顆中子星的所有謎團(tuán)尚未解開。
這是因?yàn)樽鳛槠浯_鑿證據(jù)的氬和硫的電離可能是由中子星以兩種方式之一引起的。被快速旋轉(zhuǎn)的中子星拖動并加速到接近光速的帶電粒子風(fēng)可能與周圍的超新星物質(zhì)相互作用，導(dǎo)致電離。或者，熱中子星百萬度表面發(fā)出的紫外線和X射線光可能會從恒星殘骸中心的原子中剝離電子。
如果前一種情況是正確的，那么超新星1987A中心的中子星實(shí)際上是一顆被脈沖星風(fēng)星云包圍的脈沖星。脈沖星幾乎是旋轉(zhuǎn)的中子星。然而，如果后一種情況是這些排放的正確方法，那么這顆近距離超新星將產(chǎn)生一顆“裸露”的中子星，其表面將直接暴露在太空中。
巴洛建議，研究人員可以通過JWST的NIRSpec儀器對超新星1987A的心臟進(jìn)行進(jìn)一步的紅外觀測，來區(qū)分裸露的中子星和覆蓋著脈沖星風(fēng)星云的中子星。
“我們有一個正在收集數(shù)據(jù)的程序，該程序?qū)@得3到4倍于近紅外分辨率的數(shù)據(jù)，”他總結(jié)道。“因此，通過獲得這些新數(shù)據(jù)，我們可能能夠區(qū)分為解釋中子星驅(qū)動的發(fā)射而提出的兩種模型。”
該團(tuán)隊(duì)的研究于周四（2月22日）發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

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