超新星1987A碎片中间的中子星在哪里？这是现代天文时代最大的谜团之一。在1987年2月23或24日的晚上（恰好是34年前的今天）一颗恒星迸发出的光抵达了地球。这颗被称为超新星1987A的恒星，来自一个距离银河系只有16万光年远的卫星银河系——大麦哲伦星云（大麦哲伦星系）。这样的距离近到足以让我们用肉眼观察到它，并使它成为了历史上研究最为深入的天体之一。

　　玛士撒拉恒星虽然没有宇宙久远， 另一种令人头大的光学错觉:

　　但它足够古老。这些球体是什么颜色的？

　　爆炸的恒星质量是巨大的，大约是太阳质量的20倍。像这样的恒星到达生命尽头时，在它周围会生成一系列强大的气体风。大约几万年后，恒星的核心坍塌，引发了巨大的爆炸，炸毁了它的外层：超新星。

　　大质量恒星的核心坍塌既可以成为一个黑洞，也可以成为一个非常密集的中子星。在上述情况下，它应该形成后者。

　　新生的中子星具有强大的磁场，旋转迅速。它们像灯塔光束一样喷射出高能辐射束，只要它们从我们身边经过，我们就可以看到。我们也会听到这些辐射发出像脉冲一样的尖叫，所以这些新生的中子星被称为脉冲星。这些声音通常是很明显的（就像一个婴儿在飞机上尖叫一样，且它的来源并不难发现）。但在这样的情况下，尽管经过了三十多年的密集搜索，却仍然没有发现中子星。

　　然而，在过去的几年里，证据逐渐浮出水面。最近人们看到了一堆可能来自小中子星的无线电辐射，但这并不是百分百确定的。现在，天文学家们已经查阅了2012-2014年一些x射线观测结果的存档，发现它们也指向x射线来自中子星这一可能性。

　　一颗具有强大磁场的旋转中子星拍打着它周围的亚原子粒子。

　　艺术作品源自：美国宇航局/斯威夫特/奥罗雷·西蒙内特，索诺玛州立大学。

　　X射线的来源，冲击波？脉冲星风？

　　x射线是光的一种形式，就像我们看到的光一样，但它具有更高的能量。同时它们的产生需要依托强大的事件。在一颗年轻的超新星中，它们可能是由于在爆炸中不断膨胀的碎片撞击到外部气体所产生的冲击波，也可能是在中子星异常猛烈的磁场的作用下加速产生的被称为脉冲星风星云的强烈粒子波。

　　观测显示高能x射线来自超新星1987AZoom周围的碎片

　　上图: 观测结果显示，超新星1987A周围的碎片产生了高能x射线(左图)，

　　在其中的一圈气体是由于撞击碎片而释放出低能量的x射线(右图)。

　　下图: 在环的中心可能是它周围的脉冲星激发物质。

　　天文学家从钱德拉x射线天文台和核光谱望远镜阵列两个天基观测台观测到了x射线。在钱德拉x射线天文台观测到的是相对低能的x射线，而在核光谱望远镜阵列观测到的则是有更高能量的x射线。他们发现，两个天文台的x射线光谱和x射线的亮度与能量相结合后显示，低能x射线与爆炸波的原理是一致的。但如果是这样的话，高能x射线就会非常少。然而，光谱却清晰地显示出比预期更多的高能粒子。

　　这更倾向于认为这些x射线来自于释放出更多高能x射线的脉冲星风。光谱本身并不是决定性的。我们也掌握了超新星内部发生的物理情况，而且将光谱与脉冲星风的物理性质相匹配要比将光谱与冲击波相匹配更容易。虽然这不是决定性的，但是它让我们更加相信在所有这些残骸中间有一颗中子星的存在。

　　还有更好了解的方法。所有围绕爆炸中心的密集物质都在某种程度上挡住了我们的视线。随着时间的推移，这些物质会膨胀，然后密度会降低。就像雾消散一样，然后这应该可以有更多的高能x射线透过。如果我们看到更高能量的x射线变得更亮，这将非常有利于脉冲星风建模。相反，如果它们变得更暗淡，这就有利于爆炸波理论(随着时间的推移，爆炸波会消失得更快)。希望未来的NuSTAR观测能解决这个问题。

　　在蟹状星云的中间，一个脉冲星（中心）正在喷出辐射和亚原子粒子的猛烈风。

　　来源：X射线：美国宇航局/CXC/SAO；

　　光学：美国宇航局/科学系统；

　　红外线：美国宇航局-JPL-加州理工学院

　　天文学最大的谜团，中子星神秘的面纱，即将揭开！

　　我们看到中子星（脉冲星）在许多超新星残骸的中心（如著名的蟹状星云脉冲星，或维拉超新星残骸中的脉冲星），它们是爆炸中迅速膨胀的碎片形成和演化的一个重要因素。超新星1987A周围的气体，在它死前被恒星吹过，有点奇怪，形状像一个巨大的沙漏，中间有一个密集的环。实际的恒星碎片处于这一切之中，并将在未来几个世纪内撞击到这种气体中。

　　超新星SN 1987A发生在一个附近星系的恒星和气体密集的区域。在这个广域拍摄中，你可以看到三环气体形成星际沙漏星云的轮廓。

　　来源：美国宇航局、欧空局和R.基什内尔（哈佛-史密森天体物理学中心、戈登和贝蒂·摩尔基金会）和P·查利斯（哈佛-史密森天体物理学中心）

　　如果有脉冲星在里面，其巨大的能量储存将加速碰撞中的材料，就像撞上汽车中的气体一样。如果我们想要了解这种相互作用将如何发生——我们做到了，因为它是几个世纪以来最接近的超新星——那么我们需要知道这一切中间是否有一颗中子星，以及它在做什么来增加混乱。希望我们很快就能知道。

　　三年后，新发射的哈勃太空望远镜使SN1987A成为其首要目标之一：我用这些和随后的观察来获得我的天文学博士学位，所以这个话题离我很近。

　　BY: Phil Plait

　　FY: NGC2237

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