Chandra de la NASA surprinde Pulsar într-o capcană cu raze X

Rămășița supernovei G292.0 + 1.8 conține un pulsar care se mișcă cu mai mult de 1 milion de mile pe oră, așa cum se vede în imaginea Chandra împreună cu o imagine optică din Digital Sky Survey. Pulsarii orbitează rapid în jurul stelelor neutronice care se pot forma atunci când stelele masive rămân fără combustibil, se prăbușesc și explodează. Aceste explozii produc uneori o „lovitură”, care trimite acest pulsar în cursă prin rămășițele unei explozii de supernovă. Imagini suplimentare arată un prim-plan al acestui pulsar în raze X de la Chandra, pe care l-a observat în 2006 și 2016 pentru a măsura această viteză impresionantă. Crucile roșii din fiecare panou arată locația pulsarului în 2006. Credit: X-ray: NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.; Optică: 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.

Rămășița supernovei G292.0 + 1.8 conține un pulsar care se mișcă cu peste un milion de mile pe oră. Această imagine conține date de la Observatorul de raze X Chandra al NASA (roșu, portocaliu, galben și albastru), care au fost folosite pentru a face această descoperire. Razele X sunt combinate cu o imagine optică din Digitized Sky Survey, un studiu la sol al întregului cer.

Pulsarii se rotesc rapid stele neutronice Ele se pot forma atunci când stele masive rămân fără combustibil, se prăbușesc și explodează. Aceste explozii produc uneori o „lovitură”, ceea ce a determinat acest pulsar să alerge prin rămășițele exploziei supernovei. Insertul arată o vedere de aproape a acestui pulsar în raze X de la Chandra.

Pentru a face această descoperire, cercetătorii au comparat imaginile Chandra cu G292.0 + 1.8 luate în 2006 și 2016. O pereche de imagini complementare arată schimbarea poziției pulsarului de-a lungul a 10 ani. Schimbarea locației sursei este neglijabilă, deoarece pulsarul se află la aproximativ 20.000 de ani lumină distanță de Pământ, dar a parcurs aproximativ 120 de miliarde de mile (190 de miliarde de km) în această perioadă. Cercetătorii au reușit să măsoare acest lucru combinând imagini Chandra de înaltă rezoluție cu tehnologie precisă pentru a verifica coordonatele pulsarului și ale altor surse de raze X folosind poziții precise de pe satelitul Gaia.

Site-uri Pulsar, 2006 și 2016. Credit: X-ray: NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.

Echipa a calculat că pulsarul se deplasa cu cel puțin 1,4 milioane de mile pe oră din centrul rămășiței supernovei în stânga jos. Această viteză este cu aproximativ 30% mai mare decât estimarea anterioară a vitezei pulsarului care s-a bazat pe o metodă indirectă, prin măsurarea cât de departe este pulsarul de centrul exploziei.

Viteza nou determinată a pulsarului sugerează că G292.0 + 1.8 și pulsarul ar putea fi mult mai mici decât credeau astronomii anterior. Cercetătorii estimează că G292.0 + 1.8 ar fi putut erupe acum aproximativ 2.000 de ani, văzut de pe Pământ, mai degrabă decât acum 3.000 de ani, așa cum sa calculat anterior. Această nouă estimare a vârstei G292.0 + 1.8 se bazează pe extrapolarea locației pulsarului înapoi în timp pentru a coincide cu epicentrul exploziei.

Multe civilizații din întreaga lume înregistrau explozii de supernove în acel moment, deschizând posibilitatea de a observa direct G292.0 + 1.8. Cu toate acestea, G292.0 + 1.8 se află sub orizont pentru majoritatea civilizațiilor din emisfera nordică pe care este posibil să le fi observat și nu există exemple înregistrate de o supernovă observată în emisfera sudică în direcția G292.0 + 1.8.

Vedere de aproape a centrului de imagine Chandra pentru G292 + 1.8. Direcția de mișcare a pulsarului (săgeata) și poziția centrului de explozie (oval verde) sunt afișate pe baza mișcării resturilor văzute în datele optice. Poziția pulsarului a fost extrapolată acum 3.000 de ani, iar triunghiul descrie incertitudinea unghiului de inducție. Acordul locului de inducție cu epicentrul exploziei dă o vechime de aproximativ 2.000 de ani pentru pulsar și G292 + 1,8. Centrul de masă (intersecția) elementelor cu raze X detectate în resturile (Si, S, Ar, Ca) este situat vizavi de centrul exploziei de la pulsarul în mișcare. Asimetria din resturile din dreapta sus a exploziei a lovit pulsarul în stânga jos, prin conservarea impulsului. Credit: X-ray: NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.; Optică: Palomar DSS2

Pe lângă faptul că a aflat mai multe despre vârsta lui G292.0 + 1.8, echipa de cercetare a studiat și modul în care supernova pulsarului și-a dat lovitura puternică. Există două posibilități principale, ambele implicând materialul care nu este ejectat de către supernovă uniform în toate direcțiile. O posibilitate este aceea neutrini Ieșirea din explozie este ejectată din explozie în mod asimetric, cealaltă este că resturile produse de explozie sunt ejectate asimetric. Dacă materia ar avea o orientare preferată, pulsarul ar fi împins în direcția opusă datorită unui principiu fizic numit conservarea impulsului.

Cantitatea de asimetrie a neutrinilor necesară pentru a explica viteza mare în acest ultim rezultat ar fi extremă, susținând interpretarea că asimetria din resturile exploziei a dat pulsarului său picior.

Energia transferată către pulsar de la această explozie a fost enormă. Deși pulsarul are doar aproximativ 10 mile în diametru, pulsarul are o masă de 500.000 de ori mai mare decât cea a Pământului și călătorește de 20 de ori mai repede decât viteza Pământului care orbitează în jurul Soarelui.

Cea mai recentă lucrare a lui Xi Long și Paul Plucinksky (Centrul de Astrofizică | Harvard & Smithsonian) pe G292.0 + 1.8 a fost prezentată la cea de-a 240-a întâlnire a Societății Americane de Astronomie din Pasadena, California. Rezultatele sunt, de asemenea, discutate într-o lucrare acceptată pentru publicare în The Astrophysical Journal. Ceilalți autori ai lucrării sunt Daniel Patnaud și Terence Gaetz, ambii de la Centrul de Astrofizică.

Referință: „Proper motion of pulsar J1124-5916 in the galactic supernova restants G292.0 + 1.8” de Xi Long, Daniel J. Patnaude, Paul P. Plucinsky și Terrance J. Gaetz, Accepted, Jurnalul de astrofizică.
arXiv: 2205.07951

Centrul de zbor spațial Marshall al NASA gestionează programul Chandra. Centrul de raze X Chandra al Observatorului de Astrofizică Smithsonian controlează operațiunile științifice din Cambridge, Massachusetts și operațiunile de zbor din Burlington, Massachusetts.