可能在著名的超新星SN 1987A中发现了隐居的中子星

来自钱德拉（Chandra）和NuSTAR的数据为超新星1987A（SN 1987A）中心存在称为“脉冲风星云”的结构提供了证据。脉冲星云是由快速旋转的中子星产生的带电粒子云和磁场。如果得到证实，这将是数十年追求的最终结果，即当大质量恒星坍塌然后爆炸时，找到留下的密实核。这项超新星事件是在1987年2月24日发现的，这是它在望远镜时代首次被捕获。

天文学家已经找到了证据，表明在超新星1987A（SN 1987A）中心存在一颗中子星，科学家一直在寻找中子，这一过程已经进行了三十多年。1987年2月24日发现SN 1987A。左侧面板包含基于Chandra数据的3D计算机模拟，该模拟来自SN 1987A的超新星碎片撞击到周围的材料环中。艺术家的插图（右图）描绘了所谓的脉冲星云，是由旋转的，高度磁化的中子星脉冲星吹走的粒子网和能量网。在一项新的研究中，从NASA的钱德拉X射线天文台和NuSTAR收集的数据支持在环中心存在脉冲星云。

如果将来的观测结果支持这一结果，那将证实SN 1987A中存在中子星，这是天文学家预期在星爆炸后将出现的中子核塌陷。脉冲星也将是有史以来最年轻的脉冲星。

超新星1987A的NuSTAR和Chandra图像。

当一颗恒星爆炸时，它会在外层爆炸进入太空之前坍塌。核心的压缩将其变成一个非常稠密的物体，而太阳的质量被压缩成一个仅约10英里宽的物体。中子星之所以被称为“中子星”，是因为它们几乎完全由密集的中子组成，它们是极限物理学的实验室，在这里无法在地球上复制。一些中子星具有很强的磁场并迅速旋转，产生类似于灯塔的光束。天文学家将这些物体称为“脉冲星”，它们有时会吹出带电粒子的风，这些风会产生脉冲星风星云。

利用Chandra和NuSTAR，研究小组发现了来自超新星碎片的低能量X射线撞击到周围的物质中。研究小组还利用NuSTAR探测高能X射线的能力，发现了高能粒子的证据。

这种高能X射线的发射有两种可能的解释：脉冲星云或通过爆炸的爆炸波将粒子加速为高能的粒子。后一种效应不需要脉冲星，并且会在距爆炸中心更大的距离处发生。

最新的X射线研究在两个方面都支持脉冲星云。首先，2012年至2014年之间，高能X射线的亮度大致保持不变，而无线电发射却增加了。这与爆炸碎片中高能粒子的情况不符。接下来，作者估计将电子加速到NuSTAR数据中所见的最高能量大约需要400年，而NuSTAR数据的能量是剩余原子年龄的十倍以上。

这张照片根据Salvatore Orlando的3D模拟显示了SN 1987A超新星残骸的3D打印图像，该残骸当前观测到的年龄为30岁。来自超新星的爆炸波撞入了预先存在的气体环中，向上和向下抛出了这些气体的斑点。使用3D动画软件并使用Ultimaker的Cura软件将STL文件切成小块，将与其他斑点或与环断开连接的少量气体从模型中移除，以提高打印的便利性，并打开支撑结构。这张照片显示了两种不同颜色的打印件，包括必须手动移除的支撑结构。环的其余部分在右侧的打印图中以红色清晰可见。使用Ultimaker 3打印机，这些模型花费了大约15个小时的打印时间。还包括脉冲星云的3D建模插图的3D可打印文件。

Chandra和NuSTAR数据还支持阿塔卡马大毫米波阵列（ALMA）的2020年结果，该结果为无线电波段脉冲星云的结构提供了可能的证据。尽管这个“斑点”还有其他可能的解释，但可以通过新的X射线数据证实其为脉冲星云。

SN 1987A的中心被气体和灰尘包围。作者使用最先进的模拟方法来了解这种材料如何吸收不同能量的X射线，从而能够更准确地解释X射线光谱，即X射线在波长范围内的扩散。这使他们能够估算出没有遮挡材料的SN 1987A中心区域的光谱。

描述这些结果的论文发表于2021年2月24日的《天体物理学杂志》上。该论文的作者是Emanuele Greco和Marco Miceli（意大利巴勒莫大学），Salvatore Orlando，Barbara Olmi和Fabrizio Bocchino（巴勒莫天文台，国家天体物理研究所或INAF，研究机构）；长垣茂茂（Shigehiro Nagataki）和小尾正美（Masomiomi Ono）（日本理研天体物理大爆炸实验室） Akira Dohi（日本九州大学）和Giovanni Peres（巴勒莫大学）。

参考：Emanuele Greco，Marco Miceli，Salvatore Orlando，Barbara Olmi，Fabrizio Bocchino，Shigehiro Nagataki，Masaomi Ono，Akira Dohi和Giovanni Peres，“ Emanuele Greco，Marco Miceli，Salvatore Orlando，Barbara Olmi，Fabrizio Bocchino，Shigehiro Nagataki，Masaomi Ono，Akira Dohi和Giovanni Peres所撰写的“ SN 1987A硬X射线发射中脉冲星云的指示”，天体物理学杂志
10.3847 / 2041-8213 / abdf5aarXiv：
2101.09029

美国国家航空航天局（NASA）的马歇尔太空飞行中心（Marshall Space Flight Center）管理钱德拉（Chandra）计划。史密森尼天文观测台的钱德拉X射线中心控制着马萨诸塞州剑桥市的科学和马萨诸塞州伯灵顿市的飞行业务。

NuSTAR是由加州理工学院（Caltech）领导的小型探索者任务，由美国国家航空航天局（NASA）的喷气推进实验室管理，用于该机构在华盛顿的科学任务委员会。NuSTAR是与丹麦技术大学和意大利航天局（ASI）合作开发的。该航天器是由轨道科学公司在弗吉尼亚州杜勒斯市（现在是诺斯罗普·格鲁曼公司的一部分）制造的。NuSTAR的任务运营中心位于加州大学伯克利分校，官方数据档案位于NASA的高能天体物理学科学档案研究中心。ASI提供任务的地面站和镜像存档。JPL是Caltech的缩写。