NASA Chandra zachytila Pulsar v rentgenové rychlostní pasti

Pozůstatek supernovy G292.0 + 1,8 obsahuje pulsar pohybující se rychlostí více než 1 milion mil za hodinu, jak je vidět na snímku Chandra spolu s optickým snímkem z Digital Sky Survey. Pulsary rychle obíhají kolem neutronových hvězd, které se mohou vytvořit, když hmotným hvězdám dojde palivo, zhroutí se a explodují. Tyto exploze někdy způsobí „kopnutí“, které pošle tento pulsar prohánět se zbytky výbuchu supernovy. Další snímky ukazují detailní záběr tohoto pulsaru v rentgenových paprskech z Chandra, který zahlédl v letech 2006 a 2016, aby změřil tuto působivou rychlost. Červené křížky na každém panelu ukazují umístění pulsaru v roce 2006. Uznání: Rentgen: NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.; Optický: Palomar DSS2

A[{“ attribute=““>pulsar is racing through the debris of an exploded star at a speed of over a million miles per hour.
To measure this, researchers compared NASA Chandra X-ray Observatory images of G292.0+1.8 taken in 2006 and 2016.
Pulsars can form when massive stars run out of fuel, collapse, and explode — leaving behind a rapidly spinning dense object.
This result may help explain how some pulsars are accelerated to such remarkably high speeds.

Pozůstatek supernovy G292.0 + 1,8 obsahuje pulsar pohybující se rychlostí přes milion mil za hodinu. Tento snímek obsahuje data z rentgenové observatoře Chandra NASA (červená, oranžová, žlutá a modrá), která byla použita k tomuto objevu. Rentgenové záření je kombinováno s optickým snímkem z Digitalized Sky Survey, pozemního průzkumu celé oblohy.

Pulsary se rychle točí neutronové hvězdy Mohou vznikat, když hmotným hvězdám dojde palivo, zhroutí se a explodují. Tyto exploze někdy způsobí „kopnutí“, což je to, co přimělo tento pulsar, aby uháněl mezi zbytky výbuchu supernovy. Vložka ukazuje detailní pohled na tento pulsar v rentgenových snímcích z Chandry.

K tomuto objevu vědci porovnali snímky G292.0 + 1,8 z Chandra pořízené v letech 2006 a 2016. Dvojice doplňkových snímků ukazuje změnu polohy pulsaru za 10 let. Posun v místě zdroje je zanedbatelný, protože pulsar je od Země vzdálen asi 20 000 světelných let, ale během tohoto období urazil asi 120 miliard mil (190 miliard km). Vědci to dokázali změřit kombinací snímků Chandra s vysokým rozlišením a přesnou technologií, aby ověřili souřadnice pulsaru a dalších zdrojů rentgenového záření pomocí přesných pozic z družice Gaia.

Pulsar sites, 2006 and 2016. Credit: X-ray: NASA/CXC/SAO/L Shi et al.

Tým vypočítal, že pulsar se pohyboval nejméně 1,4 milionu mil za hodinu od středu zbytku supernovy vlevo dole. Tato rychlost je asi o 30 % vyšší než předchozí odhad rychlosti pulsaru, který byl založen na nepřímé metodě měřením vzdálenosti pulsaru od středu exploze.

Nově určená rychlost pulsaru naznačuje, že G292.0 + 1,8 a pulsar mohou být mnohem menší, než si astronomové dříve mysleli. Výzkumníci odhadují, že G292.0 + 1,8 mohla vybuchnout asi před 2 000 lety, jak je vidět ze Země, spíše než před 3 000 lety, jak bylo dříve vypočteno. Tento nový odhad stáří G292.0 + 1,8 je založen na extrapolaci polohy pulsaru zpět v čase, aby se shodovala s epicentrem výbuchu.

Mnoho civilizací po celém světě v té době zaznamenávalo výbuchy supernov, čímž se otevřela možnost přímého pozorování G292.0 + 1.8. G292.0 + 1,8 je však pod horizontem pro většinu civilizací na severní polokouli, které jste mohli pozorovat, a neexistují žádné zaznamenané příklady pozorování supernovy na jižní polokouli ve směru G292.0 + 1,8.

Detailní pohled na střed obrazu Chandra pro G292 + 1.8. Směr pohybu pulsaru (šipka) a poloha středu výbuchu (zelený ovál) jsou znázorněny na základě pohybu úlomků pozorovaného v optických datech. Poloha pulsaru byla extrapolována před 3000 lety a trojúhelník znázorňuje nejistotu indukčního úhlu. Shoda místa indukce s epicentrem exploze dává pulsaru a G292 stáří přibližně 2000 let + 1,8. Těžiště (průsečík) rentgenových prvků detekovaných v troskách (Si, S, Ar, Ca) se nachází naproti středu exploze pohybujícího se pulsaru. Asymetrie v troskách v pravém horním rohu exploze vykopla pulsar vlevo dole tím, že zachovala hybnost. Kredit: Rentgen: NASA/CXC/SAO/L. Shi a kol.; Optický: Palomar DSS2

Kromě toho, že se výzkumný tým dozvěděl více o věku G292.0 + 1,8, zkoumal také, jak mocně nastartovala supernova pulsaru. Existují dvě hlavní možnosti, z nichž obě zahrnují materiál, který supernova nevyvrhuje rovnoměrně ve všech směrech. Jedna možnost je taková neutrina Výstup při explozi je vymrštěn z exploze asymetricky, další je, že trosky vzniklé výbuchem jsou vymrštěny asymetricky. Pokud by hmota měla preferovanou orientaci, pulsar by byl tlačen opačným směrem díky fyzikálnímu principu zvanému zachování hybnosti.

Množství neutrinové asymetrie potřebné k vysvětlení vysoké rychlosti v tomto posledním výsledku by bylo extrémní, což podporuje interpretaci, že asymetrie v troskách výbuchu dala pulsaru šmrnc.

Energie přenesená do pulsaru z této exploze byla obrovská. Ačkoli má pulsar v průměru jen asi 10 mil, pulsar má hmotnost 500 000krát větší než Země a pohybuje se 20krát rychleji než rychlost Země obíhající kolem Slunce.

Nejnovější práce Xi Longa a Paula Plucinkského (Astrophysics Center | Harvard & Smithsonian) o G292.0 + 1.8 byla představena na 240. zasedání Americké astronomické společnosti v Pasadeně v Kalifornii. Výsledky jsou také diskutovány v článku přijatém k publikaci v The Astrophysical Journal. Dalšími autory článku jsou Daniel Patnaud a Terence Gaetz, oba z Centra pro astrofyziku.

Reference: “Správný pohyb pulsaru J1124-5916 ve zbytku galaktické supernovy G292.0 + 1.8” od Xi Long, Daniel J. Patnaude, Paul P. Plucinsky a Terrance J. Gaetz, Accepted, Astrophysical Journal.
arXiv: 2205.07951

Marshall Space Flight Center NASA řídí program Chandra. Rentgenové centrum Chandra Smithsonian Astrophysical Observatory řídí vědecké operace z Cambridge ve státě Massachusetts a letové operace z Burlingtonu ve státě Massachusetts.