银河系的旁边有两个较小的星系---大小麦哲伦星系,它们是银河系的卫星系,这两个星系裸眼可以直接看到,它们一个距离我们约20万光年,一个约16万光年。

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南半球拍摄的大小麦哲伦星系

1987年的时候,距离我们约16万光年的大麦哲伦星系发生了一次惊人的爆发---超新星爆发(也就是恒星的爆炸)。

大麦哲伦星系

这次的超新星爆发,天文学家将其称为SN 1987A

SN1987A产生的光回波

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这是人类近代史上,第一次裸眼可直接观测到的超新星爆发

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1987年3月拍摄的爆发光点(中下)

超新星在爆发之后,恒星的残骸一般会形成一颗中子星或者黑洞,这个主要取决于所剩残骸的质量(就是看它是否超过奥本海默极限)。

若是超过则为黑洞,若是没有超过则为中子星

那么1987A这颗超新星爆发之后,它的中心到底遗留的是中子星还是黑洞呢,天文学家一直在寻找着答案。

2024年2月,一项发表于《科学》期刊的研究显示,天文学家利用韦伯望远镜的观测,终于发现1987A的中心是什么的确凿证据。

论文截图

SN1987A的位置

南半球的人们很容易看到大小麦哲伦,那么仔细观测大麦哲伦星系的边缘,我们会看到一处明亮的星云,天文学家称其为狼蛛星云

狼蛛星云(箭头所指)

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狼蛛星云

狼蛛星云是大质量恒星的加工厂,它盛产大质量恒星,比如目前我们发现的质量最大的恒星--R136a1就是在这处星云中诞生。

R136a1

那么1987A便是在狼蛛星云的附近。

1987A的前身恒星,也就是爆炸之前,它的质量预估是在20倍太阳质量左右,是一颗蓝超巨星,视星等大概在12星等,肉眼不可见。

爆炸后它的视星等是达到了3星等,这个亮度肉眼已完全可以看到(所以想一想超新星的威力,即使远在16万光年它爆炸的闪光也依然明亮)。

爆炸前(左)爆炸后(右)对比

黑洞还是中子星

超新星在爆发之后,恒星外围的物质会快速的膨胀,从而形成一片美丽的星云,这片星云我们称之为超新星遗迹

那么1987A目前形成的超新星遗迹看着好像一个具有珍珠的光环。

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哈勃拍摄的SN1987A

光环的外围还有两圈微弱的环,目前这片星云还在继续膨胀,膨胀的速度大约每秒数千公里,所以现在我们看到的还不是它最终的形态,它一直在变化。

外围物质膨胀形成星云,内核呢,则塌缩为一颗致密的天体。

1987A的内核会塌缩为一颗什么样的天呢。

根据前身恒星的质量,天文学家预估它的内核可能塌缩为了一颗中子星,这是一个将约2倍太阳质量的内核压缩为直径大约20公里的致密天体

所以这种天体的密度很恐怖,每立方厘米可达上亿吨。

不过因为1987A从爆发到如今,也就不到40年的时间(依据观测时间),所以它内核周围的气体尘埃还没有完全扩散,它们阻挡了天文学家观测中心的视线。

1987A的中心被尘埃遮挡

所以即使像哈勃这样强大的望远镜,30多年的观测我们也只是看到中心尘埃的不断扩大,内核中子星的真身并没有观测到。

1987A中心的变化

所以它的中心到底是不是中子星,天文学家一直无法确定。

2022年的时候,研究人员利用詹姆斯韦伯望远镜观测了这里。

韦伯拍摄的1987A

比起哈勃的观测,韦伯让我们看到了一个更加清晰的中心,虽然画面依旧是扩散的尘埃云,没有中心天体的图像。

但韦伯的观测却得到了中心准确的光谱数据,根据光谱数据,研究人员看到了被高度电离的氩元素

氩的光谱数据

这些被高度电离的氩,很靠近中子星的所在地,

图中星号显示的就是内核位置,外围白色圆环则为电离氩的区域。

而要想达到这种程度的电离,需要很高的能量。

研究人员的说法是:只有由中子星或者脉冲星产生的辐射,才能将氩电离到如此级别,虽然目前还无法确认,它到底是来自中子星还是脉冲星的电离,但不管是哪一种,它们都是中子星

电离氩的图像

所以这个发现,成为了目前1987A中心存在中子星最为确切的证据。

只不过这个证据并没有我们亲眼看到的更直接。

它不像蟹状星云那样有中子星的直接影像。

蟹状星云中心图像

天文学家相信,等到1987A中心的气体尘埃稀薄之后,我们就能看到和蟹状星云中心类似的场景,看到那颗还很年轻的中子星。

我是腾宝,一个热爱天文的科普创作者,还希望大家多多关注与支持

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