Astronomen hebben voor het eerst een speciaal soort neutronenster ontdekt buiten het Melkwegstelsel, met behulp van gegevens van NASA's Chandra X-ray Observatory en de Very Large Telescope (VLT) van de European Southern Observatory in Chili.

Neutronensterren zijn de ultradichte kernen van massieve sterren die instorten en een supernova-explosie ondergaan. Deze nieuw geïdentificeerde neutronenster is een zeldzame variëteit die zowel een laag magnetisch veld als geen stellaire metgezel heeft.

De neutronenster bevindt zich in de overblijfselen van een supernova - bekend als 1E 0102.2-7219 (kortweg E0102) - in de Kleine Magelhaense Wolk, gelegen 200, 000 lichtjaar van de aarde.

Deze nieuwe samengestelde afbeelding van E0102 stelt astronomen in staat om nieuwe details te leren over dit object dat meer dan drie decennia geleden werd ontdekt. Op deze afbeelding, Röntgenstralen van Chandra zijn blauw en paars, en zichtbaar-lichtgegevens van VLT's Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE)-instrument zijn helderrood. Aanvullende gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop zijn donkerrood en groen.

Zuurstofrijke supernovaresten zoals E0102 zijn belangrijk om te begrijpen hoe massieve sterren lichtere elementen samensmelten tot zwaardere voordat ze exploderen. Tot een paar duizend jaar na de oorspronkelijke explosie gezien, zuurstofrijke overblijfselen bevatten het puin dat uit het binnenste van de dode ster wordt geworpen. Dit puin (zichtbaar als een groene draadvormige structuur in de gecombineerde afbeelding) wordt tegenwoordig waargenomen terwijl het door de ruimte raast nadat het met miljoenen mijlen per uur is verdreven.

Chandra-waarnemingen van E0102 laten zien dat de supernovarest wordt gedomineerd door een grote ringvormige structuur in röntgenstralen, geassocieerd met de explosiegolf van de supernova. De nieuwe MUSE-gegevens onthulden een kleinere ring van gas (in felrood) die langzamer uitzet dan de explosiegolf. In het midden van deze ring bevindt zich een blauwe puntachtige bron van röntgenstralen. Samen, de kleine ring en puntbron werken als een hemels schot in de roos.

De gecombineerde Chandra- en MUSE-gegevens suggereren dat deze bron een geïsoleerde neutronenster is, gemaakt in de supernova-explosie ongeveer twee millennia geleden. De röntgenenergiesignatuur, of "spectrum, " van deze bron lijkt erg op die van de neutronensterren die zich in het centrum van twee andere beroemde zuurstofrijke supernovaresten bevinden:Cassiopeia A (Cas A) en Puppis A. Deze twee neutronensterren hebben ook geen begeleidende sterren.

Het gebrek aan bewijs voor uitgebreide radio-emissie of gepulseerde röntgenstraling, typisch geassocieerd met snel roterende sterk gemagnetiseerde neutronensterren, geeft aan dat de astronomen de röntgenstraling hebben gedetecteerd van het hete oppervlak van een geïsoleerde neutronenster met lage magnetische velden. Ongeveer tien van dergelijke objecten zijn gedetecteerd in het Melkwegstelsel, maar dit is de eerste die buiten onze melkweg is gedetecteerd.

Maar hoe is deze neutronenster op zijn huidige positie terechtgekomen, schijnbaar verschoven ten opzichte van het centrum van de cirkelvormige schil van röntgenstraling geproduceerd door de explosiegolf van de supernova? Een mogelijkheid is dat de supernova-explosie plaatsvond in het midden van het overblijfsel, maar de neutronenster werd weggegooid in een asymmetrische explosie, met een hoge snelheid van ongeveer twee miljoen mijl per uur. Echter, in dit scenario, het is moeilijk uit te leggen waarom de neutronenster, vandaag, zo netjes omringd door de recent ontdekte ring van gas gezien op optische golflengten.

Een andere mogelijke verklaring is dat de neutronenster langzaam beweegt en dat zijn huidige positie ongeveer is waar de supernova-explosie plaatsvond. In dit geval, het materiaal in de optische ring kan zijn uitgeworpen tijdens de supernova-explosie, of door de gedoemde stamvader tot een paar duizend jaar eerder.

Een uitdaging voor dit tweede scenario is dat de explosielocatie ver van het centrum van het overblijfsel zou liggen, zoals bepaald door de uitgebreide röntgenstraling. Voor de omgeving van E0102 zou dit een bijzondere samenloop van omstandigheden impliceren:bijvoorbeeld een holte uitgehouwen door wind uit de voorouderster vóór de supernova-explosie, en variaties in de dichtheid van het interstellaire gas en stof rond het overblijfsel.

Toekomstige waarnemingen van E0102 op röntgenfoto's, optisch, en radiogolflengten zouden astronomen moeten helpen bij het oplossen van deze opwindende nieuwe puzzel van de eenzame neutronenster.

Een paper waarin deze resultaten worden beschreven, werd gepubliceerd in het aprilnummer van Natuurastronomie , en is online beschikbaar.