Ett internationellt team av astrofysiker ledda av en forskare från Sternberg Astronomical Institute vid Lomonosov Moscow State University har rapporterat upptäckten av en stjärna av binär soltyp inuti supernovaresterna RCW 86. Spektroskopisk observation av denna stjärna visar att dess atmosfär är förorenad av kraftigt element som kastades ut under supernovaexplosionen som producerade RCW 86. I synnerhet man fann att kalciummängden i stjärnatmosfären överstiger solmängden med en faktor sex, som antyder möjligheten att supernovan kan tillhöra en sällsynt typ av kalciumrik supernova, gåtfulla föremål vars ursprung ännu inte är klart. Forskningsresultaten publiceras i Natur astronomi april 2017, 24.

Utvecklingen av en massiv stjärna slutar med en våldsam explosion som kallas en supernova. Den centrala delen av den exploderade stjärnan drar ihop sig till en neutronstjärna, medan de yttre lagren expanderar med stor hastighet och bildar ett utökat gasformigt skal som kallas supernovarest (SNR). För närvarande, flera hundra SNR är kända i Vintergatan, av vilka dussintals visade sig vara associerade med neutronstjärnor. Detektering av nya exempel på neutronstjärnor i SNR:er är mycket viktigt för att förstå fysik av supernovaexplosioner.

År 2002, Vasilii Gvaramadze, en vetenskapsman från Sternberg Astronomical Institute, föreslog att det pyriformade utseendet på RCW 86 natt berodde på en supernovaexplosion nära kanten av en bubbla som blåses av vinden från en rörlig massiv stjärna - supernovastjärnan. Detta gjorde det möjligt för honom att upptäcka en kandidat neutronstjärna, för närvarande känd som [GV2003] N, associerad med RCW 86 med hjälp av data från Chandra X-ray Observatory.

Om [GV2003] N är, verkligen, en neutronstjärna, då borde det vara en mycket svag källa för optisk emission. Men i den optiska bilden som erhölls 2010, en mycket ljus stjärna upptäcktes vid positionen för [GV2003] N. Detta kan betyda att [GV2003] N inte var en neutronstjärna. Vasilii Gvaramadze, den ledande författaren av Natur astronomi offentliggörande, förklarar:"För att bestämma den optiska stjärnans natur vid positionen för [GV2003] N, vi tog dess bilder med sju-kanals optisk/nära-infraröd bildapparat GROND vid 2,2-metersteleskopet vid European Southern Observatory (ESO). Spektral energifördelning har visat att denna stjärna är av soltyp (en så kallad G-stjärna). Men eftersom G-stjärnans röntgenljusstyrka borde vara betydligt mindre än vad som uppmättes för [GV2003] N, vi har kommit till slutsatsen att det är ett binärt system som består av en neutronstjärna (synlig i röntgenstrålar som [GV2003] N) och en G-stjärna, synlig i optiska våglängder."

Förekomsten av sådana system är ett naturligt resultat av massiv binär stjärnevolution. Nyligen, man insåg att majoriteten av massiva stjärnor bildas i binära och multipelsystem. När en av stjärnorna exploderar i ett binärt system, den andra kan bli förorenad av tunga element, skjuts ut av en supernova.

För att kontrollera hypotesen att [GV2003] N är ett binärt system, Astrofysiker har fått fyra spektra av G-stjärnan 2015 med ESO:s Very Large Telescope (VLT). Det visade sig att den radiella hastigheten för denna stjärna har förändrats avsevärt under en månad, vilket indikerar en excentrisk binär med en omloppsperiod på ungefär en månad. Det erhållna resultatet har bevisat att [GV2003] N är en neutronstjärna och att RCW 86 är resultatet av en supernovaexplosion nära kanten på en vindblåst bubbla. Detta är mycket viktigt för att förstå strukturen hos vissa speciella SNR:er samt för att detektera deras associerade neutronstjärnor.

Tills nyligen, den mest populära förklaringen till ursprunget till de kalciumrika supernovorna var heliumskalsdetonationen på vita dvärgar med låg massa. Resultaten som erhållits av Vasilii Gvaramadze och hans kollegor, dock, antyda att under vissa omständigheter, en stor mängd kalcium kan också syntetiseras genom explosionen av massiva stjärnor i binära system.

Vasilii Gvaramadze säger, "Vi fortsätter att studera [GV2003] N. Vi kommer att bestämma orbitalparametrar för det binära systemet, uppskatta de initiala och slutliga massorna av supernovafadern, och kickhastigheten som neutronstjärnan erhåller vid födseln. Dessutom, vi kommer också att mäta mängder av ytterligare element i G-stjärnas atmosfär. Den erhållna informationen kan vara avgörande för att förstå naturen hos de kalciumrika supernovorna."