Pulsar ontdekt flitsend door de Melkweg met meer dan een miljoen mijl per uur

Het overblijfsel van de supernova G292.0 + 1.8 bevat een pulsar die met een snelheid van meer dan een miljoen mijl per uur beweegt, zoals te zien is in de Chandra-afbeelding, samen met een optische afbeelding van de Digitized Sky Survey. Pulsars zijn snel ronddraaiende neutronensterren die kunnen ontstaan ​​wanneer massieve sterren geen brandstof meer hebben, instorten en exploderen. Soms produceren deze explosies een “kick”, waardoor deze pulsar door de overblijfselen van de supernova-explosie raasde. Aanvullende afbeeldingen tonen een close-up van deze pulsar in röntgenfoto’s van Chandra, die hem zowel in 2006 als 2016 heeft waargenomen om deze opmerkelijke snelheid te meten. De rode kruisen in elk paneel tonen de positie van de pulsar in 2006. Credit: X-ray: NASA / CXC / SAO / L. Xi et al.; Optisch: Palomar DSS2

een jonge[{” attribute=””>pulsar has been discovered blazing through the Milky Way at a speed of over a million miles per hour. This stellar speedster, witnessed by NASA’s Chandra X-ray Observatory, is one of the fastest objects of its kind ever observed. This incredible result teaches astronomers more about how some of the bigger stars end their lives.

Pulsars are rapidly spinning neutron stars that are formed when some massive stars run out of fuel, collapse, and explode. This pulsar is racing through the remains of the supernova explosion that created it, called G292.0+1.8, located about 20,000 light-years from Earth.

“We directly saw motion of the pulsar in X-rays, something we could only do with Chandra’s very sharp vision,” said Xi Long of the Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA), who led the study. “Because it is so distant, we had to measure the equivalent of the width of a quarter about 15 miles away to see this motion.”

Pulsar Positions, 2006 & 2016

Pulsar Positions, 2006 & 2016. Credit: X-ray: NASA/CXC/SAO/L. Xi et al.

To make this discovery, the researchers compared Chandra images of G292.0+1.8 taken in 2006 and 2016. From the change in position of the pulsar over the 10-year span, they calculated it is moving at least 1.4 million miles per hour from the center of the supernova remnant to the lower left. This speed is about 30% higher than a previous estimate of the pulsar’s speed that was based on an indirect method, by measuring how far the pulsar is from the center of the explosion.

The newly determined speed of the pulsar indicates that G292.0+1.8 and its pulsar may be significantly younger than astronomers previously thought. Xi and his team estimate that G292.0+1.8 would have exploded about 2,000 years ago as seen from Earth, rather than 3,000 years ago as previously calculated. Several civilizations around the globe were recording supernova explosions at that time, opening up the possibility that G292.0+1.8 was directly observed.

“We hebben maar een handvol supernova-explosies waaraan ook een betrouwbaar historisch record is gekoppeld”, zegt co-auteur Daniel Patnaude, ook van de CfA, “dus we wilden controleren of G292.0 + 1.8 hieraan kon worden toegevoegd groep.”

G292.0 + 1.8 bevindt zich echter onder de horizon voor de meeste beschavingen op het noordelijk halfrond die het hebben 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.

Naast meer te weten te komen over de leeftijd van G292.0 + 1.8, onderzocht het onderzoeksteam ook hoe de supernova de pulsar zijn krachtige kick gaf. Er zijn twee hoofdmogelijkheden, beide met betrekking tot materiaal dat niet gelijkmatig in alle richtingen door de supernova wordt uitgeworpen. Een mogelijkheid is dat neutrino’s die bij de explosie worden geproduceerd asymmetrisch uit de explosie worden uitgestoten, en de andere is dat het puin van de explosie asymmetrisch wordt uitgestoten. Als het materiaal een voorkeursrichting heeft, wordt de pulsar in de tegenovergestelde richting geschopt vanwege het natuurkundige principe dat het behoud van momentum wordt genoemd.

De hoeveelheid asymmetrie van neutrino’s die nodig is om de hoge snelheid in dit laatste resultaat te verklaren, zou extreem zijn, wat de verklaring ondersteunt dat asymmetrie in het explosieafval de pulsar zijn kick gaf. Dit komt overeen met een eerdere waarneming dat de pulsar in de tegenovergestelde richting beweegt van het grootste deel van het röntgenstraling-emitterende gas.

De energie die door deze explosie aan de pulsar werd gegeven, was gigantisch. Hoewel de pulsar slechts ongeveer 10 mijl in doorsnede is, is de massa 500.000 keer die van de aarde en reist hij 20 keer sneller dan de snelheid van de aarde om de zon.

“Deze pulsar is ongeveer 200 miljoen keer energieker dan de beweging van de aarde rond de zon”, zegt co-auteur Paul Plucinsky, ook van CfA. “Het lijkt zijn krachtige kick te hebben gekregen alleen omdat de supernova-explosie asymmetrisch was.”

De werkelijke snelheid door de ruimte zal waarschijnlijk hoger zijn dan 1,4 miljoen mijl per uur, omdat de beeldvormingstechniek alleen beweging van links naar rechts meet, in plaats van langs onze gezichtslijn naar de pulsar. Een onafhankelijke Chandra-studie van G292.0 + 1.8 onder leiding van Tea Temim of[{” attribute=””>Princeton University suggests that the speed along the line of sight is about 800,000 miles per hour (1,200,000 km per hour), giving a total speed of 1.6 million miles per hour (2,500,000 km per hour). A paper describing this work was recently accepted for publication in The Astrophysical Journal.

The researchers were able to measure such a small shift because they combined Chandra’s high-resolution images with a careful technique of checking the coordinates of the pulsar and other X-ray sources by using precise positions from the European Space Agency’s Gaia satellite.

For more on this discovery, see NASA’s Chandra Catches Pulsar in X-Ray Speed Trap.

The latest work by Xi and team on G292.0+1.8 was presented at the 240th meeting of the American Astronomical Society meeting in Pasadena, California. The results are also discussed in a paper that has been accepted into The Astrophysical Journal.

Reference: “The Proper Motion of the Pulsar J1124-5916 in the Galactic Supernova Remnant G292.0+1.8” by Xi Long, Daniel J. Patnaude, Paul P. Plucinsky and Terrance J. Gaetz, Accepted, The Astrophysical Journal.
arXiv:2205.07951

NASA’s Marshall Space Flight Center manages the Chandra program. The Smithsonian Astrophysical Observatory’s Chandra X-ray Center controls science operations from Cambridge, Massachusetts, and flight operations from Burlington, Massachusetts.

Leave a Comment