NASA Chandra zachytila ​​Pulsar v X-Ray Speed ​​Trap

By | 18 června, 2022
Zbytek supernovy G292.0+1.8

Pozůstatek supernovy G292.0+1.8 obsahuje pulsar pohybující se rychlostí přes milion mil za hodinu, jak je vidět na snímku Chandra spolu s optickým snímkem z Digitalized Sky Survey. Pulsary jsou rychle rotující neutronové hvězdy, které se mohou vytvořit, když hmotným hvězdám dojde palivo, zhroutí se a explodují. Někdy tyto exploze způsobí „kopnutí“, které poslalo tento pulsar prohánět se zbytky výbuchu supernovy. Další snímky ukazují detailní pohled na tento pulsar v rentgenovém záření z Chandry, která jej pozorovala v letech 2006 a 2016 za účelem měření této pozoruhodné rychlosti. Červené křížky na každém panelu ukazují polohu pulsaru v roce 2006. Uznání: Rentgen: NASA/CXC/SAO/L. Xi a kol.; 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 paprsky byly kombinovány s optickým snímkem z Digitalized Sky Survey, pozemního průzkumu celé oblohy.

Pulsary jsou rychle rotující neutronové hvězdy, které se mohou vytvořit, když hmotným hvězdám dojde palivo, zhroutí se a explodují. Někdy tyto exploze vyvolají „kopnutí“, což je to, co poslalo tento pulsar prohánět se 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 v průběhu 10 let. Posun v pozici zdroje je malý, protože pulsar je od Země vzdálen asi 20 000 světelných let, ale za toto období urazil asi 120 miliard mil (190 miliard km). Vědci to dokázali změřit kombinací snímků Chandra s vysokým rozlišením s pečlivou technikou kontroly souřadnic pulsaru a dalších zdrojů rentgenového záření pomocí přesných pozic z družice Gaia.

Pulsar Positions, 2006 a 2016

Pulsar Positions, 2006 & 2016. Poděkování: Rentgen: NASA/CXC/SAO/L. Xi a kol.

Tým vypočítal, že se pulsar pohybuje 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 jeho pulsar mohou být výrazně mladší, než si astronomové dříve mysleli. Výzkumníci odhadují, že G292.0+1.8 by explodoval 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 tak, aby se shodoval s centrem exploze.

Několik civilizací po celém světě v té době zaznamenávalo výbuchy supernov, čímž se otevřela možnost, že G292.0+1.8 byla přímo pozorována. G292.0+1.8 je však pod obzorem pro většinu civilizací na severní polokouli, které ji mohly pozorovat, a neexistují žádné zaznamenané příklady pozorování supernovy na jižní polokouli ve směru G292.0+1.8.

Detail G292+1.8

Detailní pohled na střed snímku Chandra G292+1.8. Je znázorněn směr pohybu pulsaru (šipka) a poloha středu exploze (zelený ovál) na základě pohybu úlomků pozorovaného na optických datech. Poloha pulsaru je extrapolována zpět 3000 let a trojúhelník znázorňuje nejistotu úhlu extrapolace. Shoda extrapolované polohy s centrem výbuchu udává stáří pulsaru a G292+1,8 asi 2000 let. Těžiště (kříž) rentgenově detekovaných prvků v troskách (Si, S, Ar, Ca) je na opačné straně středu exploze než pohybující se pulsar. Tato asymetrie v troskách vpravo nahoře od exploze měla za následek, že pulsar byl kopnut vlevo dole, a to zachováním hybnosti. Kredit: Rentgen: NASA/CXC/SAO/L. Xi a kol.; Optický: Palomar DSS2

Kromě toho, že se výzkumný tým dozvěděl více o stáří G292.0+1.8, zkoumal také, jak supernova dala pulsaru jeho silný úder. Existují dvě hlavní možnosti, přičemž obě zahrnují materiál, který supernova nevyvrhuje rovnoměrně ve všech směrech. Jedna možnost je, že neutrina vzniklá při explozi jsou vyvržena z exploze asymetricky, a druhá je, že trosky z exploze jsou vyvrženy asymetricky. Pokud má materiál preferovaný směr, pulsar bude vyhozen opačným směrem kvůli principu fyziky zvanému zachování hybnosti.

Množství asymetrie neutrin potřebné k vysvětlení vysoké rychlosti v tomto nejnovějším výsledku by bylo extrémní, což podporuje vysvětlení, že asymetrie v troskách výbuchu dala pulsaru svůj šmrnc.

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

Nejnovější práce Xi Longa a Paula Plucinkského (Centrum pro astrofyziku | Harvard & Smithsonian) o G292.0+1.8 byla prezentována na 240. setkání Americké astronomické společnosti v Pasadeně, CA. Výsledky jsou také diskutovány v článku, který byl přijat k publikaci v The Astrophysical Journal. Dalšími autory článku jsou Daniel Patnaude a Terrance 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, přijato, The 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.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.