Чандра на НАСА улавя Пулсар в рентгенов капан за скорост

Остатъкът от свръхнова G292.0 + 1.8 съдържа пулсар, движещ се с повече от 1 милион мили в час, както се вижда на изображението на Chandra заедно с оптично изображение от Digital Sky Survey. Пулсарите обикалят бързо около неутронните звезди, които могат да се образуват, когато масивните звезди свършат гориво, колапсират и експлодират. Тези експлозии понякога предизвикват „ритник“, който изпраща този пулсар да препуска през останките от експлозия на свръхнова. Допълнителни изображения показват близък план на този пулсар в рентгенови лъчи от Чандра, който той забеляза през 2006 и 2016 г., за да измери тази впечатляваща скорост. Червените кръстове във всеки панел показват местоположението на пулсара през 2006 г. Кредит: Рентгенова снимка: NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.; Оптика: Palomar DSS2

• а[{“ 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.

Остатъкът от свръхнова G292.0 + 1.8 съдържа пулсар, движещ се с над милион мили в час. Това изображение съдържа данни от рентгеновата обсерватория Chandra на НАСА (червено, оранжево, жълто и синьо), които са били използвани за направата на това откритие. Рентгеновите лъчи се комбинират с оптично изображение от Digitized Sky Survey, наземно изследване на цялото небе.

Пулсарите се въртят бързо неутронни звезди Те могат да се образуват, когато масивните звезди свършат горивото, колабират и експлодират. Тези експлозии понякога предизвикват „ритник“, което е подтикнало този пулсар да препуска през останките от експлозията на свръхнова. Вложката показва близък изглед на този пулсар в рентгенови лъчи от Чандра.

За да направят това откритие, изследователите сравняват изображения на Chandra на G292.0 + 1.8, направени през 2006 и 2016 г. Чифт допълнителни изображения показват промяната в позицията на пулсара за 10 години. Изместването в местоположението на източника е незначително, тъй като пулсарът е на около 20 000 светлинни години от Земята, но е изминал около 120 милиарда мили (190 милиарда км) през този период. Изследователите успяха да измерят това чрез комбиниране на изображения на Chandra с висока разделителна способност с прецизна технология за проверка на координатите на пулсара и други източници на рентгенови лъчи, използвайки точни позиции от спътника Gaia.

Pulsar sites, 2006 и 2016 г. Кредит: Рентгенова снимка: NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.

Екипът изчисли, че пулсарът се движи с най-малко 1,4 милиона мили в час от центъра на остатъка от свръхнова в долния ляв ъгъл. Тази скорост е с около 30% по-висока от предишната оценка на скоростта на пулсара, която се основава на индиректен метод, чрез измерване на колко далеч е пулсарът от центъра на експлозията.

Новоопределената скорост на пулсара предполага, че G292.0 + 1.8 и пулсарът може да са много по-малки, отколкото астрономите смятаха преди. Изследователите изчисляват, че G292.0 + 1.8 е могло да изригне преди около 2000 години, както се вижда от Земята, а не преди 3000 години, както беше изчислено по-рано. Тази нова оценка за възрастта на G292.0 + 1.8 се основава на екстраполиране на местоположението на пулсара назад във времето, за да съвпадне с епицентъра на взрива.

Много цивилизации по света записаха експлозии на свръхнови по това време, отваряйки възможността за директно наблюдение на G292.0 + 1.8. Въпреки това, G292.0 + 1.8 е под хоризонта за повечето цивилизации от Северното полукълбо, които може би сте наблюдавали, и няма записани примери за наблюдавана свръхнова в Южното полукълбо в посока G292.0 + 1.8.

Изглед в близък план на центъра за изображения на Chandra за G292 + 1.8. Посоката на движение на пулсара (стрелка) и позицията на центъра на взрива (зелен овал) са показани въз основа на движението на отломките, наблюдавани в оптичните данни. Позицията на пулсара е екстраполирана преди 3000 години и триъгълникът изобразява несигурността в ъгъла на индукция. Съгласуването на мястото на индукция с епицентъра на експлозията дава възраст от приблизително 2000 години за пулсара и G292 + 1,8. Центърът на масата (пресечната точка) на рентгеновите елементи, открити в отломките (Si, S, Ar, Ca), се намира срещу центъра на експлозията от движещия се пулсар. Асиметрията в отломките в горния десен ъгъл на експлозията избута пулсара в долния ляв ъгъл, като запази инерцията. Кредит: Рентгенова снимка: NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.; Оптика: Palomar DSS2

Освен че научи повече за възрастта на G292.0 + 1,8, изследователският екип проучи и как свръхновата на пулсара даде своя мощен удар. Има две основни възможности, като и двете включват материал, който не се изхвърля от свръхновата равномерно във всички посоки. Една от възможностите е това неутрино Резултатът от експлозията се изхвърля асиметрично от експлозията, другият е, че отломките, генерирани от експлозията, се изхвърлят асиметрично. Ако материята имаше предпочитана ориентация, пулсарът щеше да бъде изтласкан в обратна посока поради физически принцип, наречен запазване на импулса.

Количеството неутрино асиметрия, необходимо, за да се обясни високата скорост в този последен резултат, би било екстремно, подкрепяйки тълкуването, че асиметрията в отломките на експлозията е дала удар на пулсара.

Енергията, предадена на пулсара от тази експлозия, беше огромна. Въпреки че пулсарът е с диаметър само около 10 мили, пулсарът има маса 500 000 пъти по-голяма от тази на Земята и се движи 20 пъти по-бързо от скоростта на Земята, обикаляща около слънцето.

Най-новата работа на Xi Long и Paul Plucinksky (Astrophysics Center | Harvard & Smithsonian) върху G292.0 + 1.8 беше представена на 240-та среща на Американското астрономическо дружество в Пасадена, Калифорния. Резултатите се обсъждат и в документ, приет за публикуване в The Astrophysical Journal. Другите автори на статията са Даниел Патно и Терънс Гаец, и двамата от Центъра по астрофизика.

Справка: „Правилно движение на пулсар J1124-5916 в остатъка от галактическа свръхнова G292.0 + 1.8” от Xi Long, Daniel J. Patnaude, Paul P. Plucinsky и Terrance J. Gaetz, Прието, Астрофизичен вестник.
arXiv: 2205.07951

Центърът за космически полети Маршал на НАСА управлява програмата Chandra. Рентгеновият център Chandra на астрофизичната обсерватория на Smithsonian контролира научните операции от Кеймбридж, Масачузетс, и полетите от Бърлингтън, Масачузетс.