Chandra della NASA cattura Pulsar in un autovelox a raggi X

Il resto della supernova G292.0 + 1.8 contiene una pulsar che si muove a più di 1 milione di miglia orarie, come si vede nell’immagine di Chandra insieme a un’immagine ottica del Digital Sky Survey. Le pulsar orbitano rapidamente attorno a stelle di neutroni che possono formarsi quando le stelle massicce esauriscono il carburante, collassano ed esplodono. Queste esplosioni a volte producono un “calcio”, che fa correre questa pulsar attraverso i resti di un’esplosione di supernova. Altre immagini mostrano un primo piano di questa pulsar nei raggi X di Chandra, che ha individuato nel 2006 e nel 2016 per misurare questa velocità impressionante. Le croci rosse in ogni pannello mostrano la posizione della pulsar nel 2006. Credito: raggi X: NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.; Ottica: Palomar DSS2

• un[{” 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.

Il resto della supernova G292.0 + 1.8 contiene una pulsar che si muove a oltre un milione di miglia orarie. Questa immagine contiene i dati dell’Osservatorio a raggi X Chandra della NASA (rosso, arancione, giallo e blu), che è stato utilizzato per fare questa scoperta. I raggi X sono combinati con un’immagine ottica del Digitized Sky Survey, un’indagine a terra dell’intero cielo.

Le pulsar girano velocemente stelle di neutroni Possono formarsi quando le stelle massicce esauriscono il carburante, collassano ed esplodono. Queste esplosioni a volte producono un “calcio”, che è ciò che ha spinto questa pulsar a correre attraverso i resti dell’esplosione della supernova. Il riquadro mostra una vista ravvicinata di questa pulsar nei raggi X di Chandra.

Per fare questa scoperta, i ricercatori hanno confrontato le immagini Chandra di G292.0 + 1.8 scattate nel 2006 e nel 2016. Un paio di immagini complementari mostrano il cambiamento nella posizione della pulsar in 10 anni. Lo spostamento nella posizione della sorgente è trascurabile perché la pulsar si trova a circa 20.000 anni luce dalla Terra, ma ha viaggiato per circa 190 miliardi di km durante questo periodo. I ricercatori sono stati in grado di misurarlo combinando immagini Chandra ad alta risoluzione con una tecnologia precisa per verificare le coordinate della pulsar e di altre sorgenti di raggi X utilizzando posizioni precise dal satellite Gaia.

Siti Pulsar, 2006 e 2016. Credito: raggi X: NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.

Il team ha calcolato che la pulsar si stava muovendo ad almeno 1,4 milioni di miglia orarie dal centro del residuo di supernova in basso a sinistra. Questa velocità è circa il 30% superiore alla precedente stima della velocità della pulsar basata su un metodo indiretto, misurando la distanza della pulsar dal centro dell’esplosione.

La velocità appena determinata della pulsar suggerisce che G292.0 + 1.8 e la pulsar potrebbero essere molto più piccole di quanto gli astronomi pensassero in precedenza. I ricercatori stimano che G292.0 + 1,8 potrebbe essere eruttato circa 2.000 anni fa visto dalla Terra, piuttosto che 3.000 anni fa come calcolato in precedenza. Questa nuova stima dell’età di G292.0 + 1.8 si basa sull’estrapolazione della posizione della pulsar indietro nel tempo in modo che coincida con il centro dell’esplosione.

Molte civiltà in tutto il mondo stavano registrando esplosioni di supernova in quel momento, aprendo la possibilità di osservare direttamente G292.0 + 1.8. Tuttavia, G292.0 + 1.8 è al di sotto dell’orizzonte per la maggior parte delle civiltà dell’emisfero settentrionale che potresti aver osservato e non ci sono esempi registrati di una supernova osservata nell’emisfero meridionale nella direzione di G292.0 + 1.8.

Vista ravvicinata del centro immagine di Chandra per il G292 + 1.8. La direzione del movimento della pulsar (freccia) e la posizione del centro dell’esplosione (ovale verde) sono mostrate in base al movimento dei detriti visto nei dati ottici. La posizione della pulsar è stata estrapolata 3000 anni fa e il triangolo rappresenta l’incertezza nell’angolo di induzione. L’accordo del sito di induzione con l’epicentro dell’esplosione fornisce un’età di circa 2.000 anni per la pulsar e G292 + 1,8. Il centro di massa (intersezione) degli elementi a raggi X rilevati nei detriti (Si, S, Ar, Ca) si trova di fronte al centro dell’esplosione rispetto alla pulsar in movimento. L’asimmetria nei detriti in alto a destra dell’esplosione ha spinto la pulsar in basso a sinistra, conservando lo slancio. Credito: raggi X: NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.; Ottica: Palomar DSS2

Oltre a saperne di più sull’età di G292.0 + 1.8, il team di ricerca ha anche studiato il modo in cui la supernova della pulsar ha dato il suo potente calcio. Ci sono due possibilità principali, entrambe implicano che il materiale non venga espulso dalla supernova in modo uniforme in tutte le direzioni. Una possibilità è quella neutrini L’uscita nell’esplosione viene espulsa dall’esplosione in modo asimmetrico, l’altro è che i detriti prodotti dall’esplosione vengono espulsi in modo asimmetrico. Se la materia avesse un orientamento preferito, la pulsar verrebbe spinta nella direzione opposta a causa di un principio fisico chiamato conservazione della quantità di moto.

La quantità di asimmetria dei neutrini richiesta per spiegare l’elevata velocità in quest’ultimo risultato sarebbe estrema, supportando l’interpretazione che l’asimmetria nei detriti dell’esplosione abbia dato il suo calcio alla pulsar.

L’energia trasferita alla pulsar da questa esplosione è stata enorme. Sebbene la pulsar abbia solo circa 10 miglia di diametro, la pulsar ha una massa di 500.000 volte quella della Terra e viaggia 20 volte più veloce della velocità della Terra in orbita attorno al sole.

L’ultimo lavoro di Xi Long e Paul Plucinksky (Astrophysics Center | Harvard & Smithsonian) su G292.0 + 1.8 è stato presentato al 240° Meeting dell’American Astronomical Society a Pasadena, in California. I risultati sono discussi anche in un documento accettato per la pubblicazione su The Astrophysical Journal. Gli altri autori dell’articolo sono Daniel Patnaud e Terence Gaetz, entrambi del Center for Astrophysics.

Riferimento: “Proper motion of pulsar J1124-5916 in the galactic supernova remnant G292.0 + 1.8” di Xi Long, Daniel J. Patnaude, Paul P. Plucinsky e Terrance J. Gaetz, Accepted, Giornale astrofisico.
arXiv: 2205.07951

Il Marshall Space Flight Center della NASA gestisce il programma Chandra. Il Chandra X-ray Center dello Smithsonian Astrophysical Observatory controlla le operazioni scientifiche da Cambridge, Massachusetts, e le operazioni di volo da Burlington, Massachusetts.