NASA’s Chandra legt Pulsar vast in een röntgenflitser

Het overblijfsel van de G292.0 + 1.8 supernova bevat een pulsar die met meer dan 1 miljoen mijl per uur beweegt, zoals te zien is in de Chandra-afbeelding, samen met een optische afbeelding van de Digital Sky Survey. Pulsars draaien snel rond neutronensterren die kunnen ontstaan ​​wanneer massieve sterren geen brandstof meer hebben, instorten en exploderen. Deze explosies produceren soms een “kick”, waardoor deze pulsar door de overblijfselen van een supernova-explosie racet. Extra afbeeldingen tonen een close-up van deze pulsar in röntgenfoto’s van Chandra, die hij in 2006 en 2016 zag om deze indrukwekkende snelheid te meten. Rode kruisen in elk paneel tonen de locatie van de pulsar in 2006. Credit: X-ray: NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.; Optisch: 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.

De G292.0 + 1.8 supernovarest bevat een pulsar die met meer dan een miljoen mijl per uur beweegt. Deze afbeelding bevat gegevens van NASA’s Chandra X-ray Observatory (rood, oranje, geel en blauw), die werd gebruikt om deze ontdekking te doen. Röntgenstraling wordt gecombineerd met een optisch beeld van de Digitized Sky Survey, een grondonderzoek van de hele lucht.

Pulsars draaien snel neutronensterren Ze kunnen ontstaan ​​wanneer massieve sterren geen brandstof meer hebben, instorten en exploderen. Deze explosies produceren soms een “kick”, wat de pulsar ertoe bracht om door de overblijfselen van de supernova-explosie te racen. De inzet toont een close-up van deze pulsar in röntgenfoto’s van Chandra.

Om deze ontdekking te doen, vergeleken de onderzoekers Chandra-afbeeldingen van G292.0 + 1.8 genomen in 2006 en 2016. Een paar complementaire afbeeldingen tonen de verandering in de positie van de pulsar gedurende 10 jaar. De verschuiving in de bronlocatie is verwaarloosbaar omdat de pulsar zich op ongeveer 20.000 lichtjaar van de aarde bevindt, maar hij heeft in deze periode ongeveer 120 miljard mijl (190 miljard km) afgelegd. De onderzoekers konden dit meten door Chandra-beelden met een hoge resolutie te combineren met nauwkeurige technologie om de coördinaten van de pulsar en andere röntgenbronnen te verifiëren met behulp van precieze posities van de Gaia-satelliet.

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

Het team berekende dat de pulsar minstens 1,4 miljoen mijl per uur bewoog van het centrum van de supernovarest naar linksonder. Deze snelheid is ongeveer 30% hoger dan de eerdere schatting van de snelheid van de pulsar, die gebaseerd was op een indirecte methode, door te meten hoe ver de pulsar zich van het centrum van de explosie bevindt.

De nieuw vastgestelde snelheid van de pulsar suggereert dat G292.0 + 1.8 en de pulsar veel kleiner kunnen zijn dan astronomen eerder dachten. De onderzoekers schatten dat G292.0 + 1.8 ongeveer 2000 jaar geleden zou kunnen zijn uitgebarsten, gezien vanaf de aarde, in plaats van 3000 jaar geleden zoals eerder berekend. Deze nieuwe schatting van de leeftijd van G292.0 + 1.8 is gebaseerd op het extrapoleren van de locatie van de pulsar terug in de tijd zodat deze samenvalt met het centrum van de explosie.

Veel beschavingen over de hele wereld registreerden destijds supernova-explosies, wat de mogelijkheid openstelde om G292.0 + 1.8 rechtstreeks te observeren. G292.0 + 1.8 bevindt zich echter onder de horizon voor de meeste beschavingen op het noordelijk halfrond die je hebt waargenomen, en er zijn geen geregistreerde voorbeelden van een supernova die op het zuidelijk halfrond in de richting van G292.0 + 1.8 wordt waargenomen.

Close-up van Chandra’s beeldcentrum voor de G292 + 1.8. De bewegingsrichting van de pulsar (pijl) en de positie van het centrum van de ontploffing (groen ovaal) worden weergegeven op basis van de beweging van puin gezien in de optische gegevens. De positie van de pulsar is 3000 jaar geleden geëxtrapoleerd en de driehoek geeft de onzekerheid in de inductiehoek weer. De overeenkomst van de inductieplaats met het epicentrum van de explosie geeft een leeftijd van ongeveer 2000 jaar voor de pulsar en G292 + 1.8. Het zwaartepunt (kruispunt) van de röntgenelementen die in het puin zijn gedetecteerd (Si, S, Ar, Ca) bevindt zich tegenover het centrum van de explosie van de bewegende pulsar. De asymmetrie in het puin in de rechterbovenhoek van de explosie schopte de pulsar naar linksonder, door momentum te behouden. Credit: Röntgenfoto: NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.; Optisch: Palomar DSS2

Naast meer informatie over de leeftijd van G292.0 + 1.8, bestudeerde het onderzoeksteam ook hoe de supernova van de pulsar zijn krachtige kick gaf. Er zijn twee hoofdmogelijkheden, die beide inhouden dat materiaal niet in gelijke mate door de supernova in alle richtingen wordt uitgestoten. Een mogelijkheid is dat neutrino’s De output in de explosie wordt asymmetrisch uit de explosie uitgestoten, de andere is dat het puin dat door de explosie wordt gegenereerd asymmetrisch wordt uitgeworpen. Als materie een voorkeursoriëntatie had, zou de pulsar in de tegenovergestelde richting worden geduwd vanwege een natuurkundig principe dat behoud van momentum wordt genoemd.

De hoeveelheid neutrino-asymmetrie die nodig is om de hoge snelheid in dit laatste resultaat te verklaren, zou extreem zijn, wat de interpretatie ondersteunt dat de asymmetrie in het puin van de explosie de pulsar zijn kick gaf.

De energie die door deze explosie op de pulsar werd overgebracht, was enorm. Hoewel de pulsar slechts ongeveer 10 mijl in diameter is, heeft de pulsar een massa van 500.000 keer die van de aarde, en hij reist 20 keer sneller dan de snelheid van de aarde in een baan om de zon.

Het nieuwste werk van Xi Long en Paul Plucinksky (Astrophysics Center | Harvard & Smithsonian) over G292.0 + 1.8 werd gepresenteerd op de 240e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Pasadena, Californië. De resultaten worden ook besproken in een paper dat is geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal. De andere auteurs van het artikel zijn Daniel Patnaud en Terrence Gaetz, beiden van het Center for Astrophysics.

Referentie: “Proper motion of pulsar J1124-5916 in the galactische supernova overblijfsel G292.0 + 1.8” door Xi Long, Daniel J. Patnaude, Paul P. Plucinsky en Terrance J. Gaetz, Accepted, Astrofysisch tijdschrift.
arXiv: 2205.07951

NASA’s Marshall Space Flight Center beheert het Chandra-programma. Het Chandra X-ray Center van het Smithsonian Astrophysical Observatory bestuurt wetenschappelijke operaties vanuit Cambridge, Massachusetts, en vluchtoperaties vanuit Burlington, Massachusetts.