超新星1987A碎片中間的中子星在哪里？這是現(xiàn)代天文時代最大的謎團之一。在1987年2月23或24日的晚上（恰好是34年前的今天）一顆恒星迸發(fā)出的光抵達了地球。這顆被稱為超新星1987A的恒星，來自一個距離銀河系只有16萬光年遠的衛(wèi)星銀河系——大麥哲倫星云（大麥哲倫星系）。這樣的距離近到足以讓我們用肉眼觀察到它，并使它成為了歷史上研究最為深入的天體之一。

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瑪士撒拉恒星雖然沒有宇宙久遠， 另一種令人頭大的光學(xué)錯覺:

但它足夠古老。?這些球體是什么顏色的？

爆炸的恒星質(zhì)量是巨大的，大約是太陽質(zhì)量的20倍。像這樣的恒星到達生命盡頭時，在它周圍會生成一系列強大的氣體風(fēng)。大約幾萬年后，恒星的核心坍塌，引發(fā)了巨大的爆炸，炸毀了它的外層：超新星。

大質(zhì)量恒星的核心坍塌既可以成為一個黑洞，也可以成為一個非常密集的中子星。在上述情況下，它應(yīng)該形成后者。

新生的中子星具有強大的磁場，旋轉(zhuǎn)迅速。它們像燈塔光束一樣噴射出高能輻射束，只要它們從我們身邊經(jīng)過，我們就可以看到。我們也會聽到這些輻射發(fā)出像脈沖一樣的尖叫，所以這些新生的中子星被稱為脈沖星。這些聲音通常是很明顯的（就像一個嬰兒在飛機上尖叫一樣，且它的來源并不難發(fā)現(xiàn)）。但在這樣的情況下，盡管經(jīng)過了三十多年的密集搜索，卻仍然沒有發(fā)現(xiàn)中子星。

然而，在過去的幾年里，證據(jù)逐漸浮出水面。最近人們看到了一堆可能來自小中子星的無線電輻射，但這并不是百分百確定的?，F(xiàn)在，天文學(xué)家們已經(jīng)查閱了2012-2014年一些x射線觀測結(jié)果的存檔，發(fā)現(xiàn)它們也指向x射線來自中子星這一可能性。

一顆具有強大磁場的旋轉(zhuǎn)中子星拍打著它周圍的亞原子粒子。

藝術(shù)作品源自：美國宇航局/斯威夫特/奧羅雷·西蒙內(nèi)特，索諾瑪州立大學(xué)。

X射線的來源，沖擊波？脈沖星風(fēng)？

x射線是光的一種形式，就像我們看到的光一樣，但它具有更高的能量。同時它們的產(chǎn)生需要依托強大的事件。在一顆年輕的超新星中，它們可能是由于在爆炸中不斷膨脹的碎片撞擊到外部氣體所產(chǎn)生的沖擊波，也可能是在中子星異常猛烈的磁場的作用下加速產(chǎn)生的被稱為脈沖星風(fēng)星云的強烈粒子波。

觀測顯示高能x射線來自超新星1987AZoom周圍的碎片

上圖: 觀測結(jié)果顯示，超新星1987A周圍的碎片產(chǎn)生了高能x射線(左圖)，

在其中的一圈氣體是由于撞擊碎片而釋放出低能量的x射線(右圖)。

下圖: 在環(huán)的中心可能是它周圍的脈沖星激發(fā)物質(zhì)。

天文學(xué)家從錢德拉x射線天文臺和核光譜望遠鏡陣列兩個天基觀測臺觀測到了x射線。在錢德拉x射線天文臺觀測到的是相對低能的x射線，而在核光譜望遠鏡陣列觀測到的則是有更高能量的x射線。他們發(fā)現(xiàn)，兩個天文臺的x射線光譜和x射線的亮度與能量相結(jié)合后顯示，低能x射線與爆炸波的原理是一致的。但如果是這樣的話，高能x射線就會非常少。然而，光譜卻清晰地顯示出比預(yù)期更多的高能粒子。

這更傾向于認為這些x射線來自于釋放出更多高能x射線的脈沖星風(fēng)。光譜本身并不是決定性的。我們也掌握了超新星內(nèi)部發(fā)生的物理情況，而且將光譜與脈沖星風(fēng)的物理性質(zhì)相匹配要比將光譜與沖擊波相匹配更容易。雖然這不是決定性的，但是它讓我們更加相信在所有這些殘骸中間有一顆中子星的存在。

還有更好了解的方法。所有圍繞爆炸中心的密集物質(zhì)都在某種程度上擋住了我們的視線。隨著時間的推移，這些物質(zhì)會膨脹，然后密度會降低。就像霧消散一樣，然后這應(yīng)該可以有更多的高能x射線透過。如果我們看到更高能量的x射線變得更亮，這將非常有利于脈沖星風(fēng)建模。相反，如果它們變得更暗淡，這就有利于爆炸波理論(隨著時間的推移，爆炸波會消失得更快)。希望未來的NuSTAR觀測能解決這個問題。

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在蟹狀星云的中間，一個脈沖星（中心）正在噴出輻射和亞原子粒子的猛烈風(fēng)。

來源：X射線：美國宇航局/CXC/SAO；

光學(xué)：美國宇航局/科學(xué)系統(tǒng)；

紅外線：美國宇航局-JPL-加州理工學(xué)院

天文學(xué)最大的謎團，中子星神秘的面紗，即將揭開！

我們看到中子星（脈沖星）在許多超新星殘骸的中心（如著名的蟹狀星云脈沖星，或維拉超新星殘骸中的脈沖星），它們是爆炸中迅速膨脹的碎片形成和演化的一個重要因素。超新星1987A周圍的氣體，在它死前被恒星吹過，有點奇怪，形狀像一個巨大的沙漏，中間有一個密集的環(huán)。實際的恒星碎片處于這一切之中，并將在未來幾個世紀(jì)內(nèi)撞擊到這種氣體中。

超新星SN 1987A發(fā)生在一個附近星系的恒星和氣體密集的區(qū)域。在這個廣域拍攝中，你可以看到三環(huán)氣體形成星際沙漏星云的輪廓。

來源：美國宇航局、歐空局和R.基什內(nèi)爾（哈佛-史密森天體物理學(xué)中心、戈登和貝蒂·摩爾基金會）和P·查利斯（哈佛-史密森天體物理學(xué)中心）

如果有脈沖星在里面，其巨大的能量儲存將加速碰撞中的材料，就像撞上汽車中的氣體一樣。如果我們想要了解這種相互作用將如何發(fā)生——我們做到了，因為它是幾個世紀(jì)以來最接近的超新星——那么我們需要知道這一切中間是否有一顆中子星，以及它在做什么來增加混亂。希望我們很快就能知道。

三年后，新發(fā)射的哈勃太空望遠鏡使SN1987A成為其首要目標(biāo)之一：我用這些和隨后的觀察來獲得我的天文學(xué)博士學(xué)位，所以這個話題離我很近。

BY: Phil Plait

FY: NGC2237

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