Chandra von der NASA fängt Pulsar in einer Röntgen-Radarfalle ein

Der Supernova-Überrest G292.0 + 1.8 enthält einen Pulsar, der sich mit mehr als 1 Million Meilen pro Stunde bewegt, wie auf dem Chandra-Bild zusammen mit einem optischen Bild des Digital Sky Survey zu sehen ist. Pulsare umkreisen schnell Neutronensterne, die entstehen können, wenn massereichen Sternen der Treibstoff ausgeht, sie kollabieren und explodieren. Diese Explosionen erzeugen manchmal einen „Kick“, der diesen Pulsar durch die Überreste einer Supernova-Explosion rasen lässt. Zusätzliche Bilder zeigen eine Nahaufnahme dieses Pulsars in Röntgenstrahlen von Chandra, die er 2006 und 2016 entdeckte, um diese beeindruckende Geschwindigkeit zu messen. Rote Kreuze in jeder Tafel zeigen die Position des Pulsars im Jahr 2006. Kredit: Röntgen: 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.

Der Supernova-Überrest G292.0 + 1.8 enthält einen Pulsar, der sich mit über einer Million Meilen pro Stunde bewegt. Dieses Bild enthält Daten des Chandra-Röntgenobservatoriums der NASA (rot, orange, gelb und blau), das für diese Entdeckung verwendet wurde. Röntgenstrahlen werden mit einem optischen Bild aus dem Digitized Sky Survey kombiniert, einer bodengestützten Vermessung des gesamten Himmels.

Pulsare drehen sich schnell Neutronensterne Sie können entstehen, wenn massereichen Sternen der Treibstoff ausgeht, sie kollabieren und explodieren. Diese Explosionen erzeugen manchmal einen „Kick“, der diesen Pulsar veranlasste, durch die Überreste der Supernova-Explosion zu rasen. Der Einschub zeigt eine Nahaufnahme dieses Pulsars in Röntgenaufnahmen von Chandra.

Um diese Entdeckung zu machen, verglichen die Forscher Chandra-Bilder von G292.0 + 1.8, die 2006 und 2016 aufgenommen wurden. Ein Paar komplementärer Bilder zeigt die Veränderung der Position des Pulsars über 10 Jahre. Die Verschiebung des Quellorts ist vernachlässigbar, da der Pulsar etwa 20.000 Lichtjahre von der Erde entfernt ist, aber in diesem Zeitraum etwa 120 Milliarden Meilen (190 Milliarden km) zurückgelegt hat. Die Forscher konnten dies messen, indem sie hochauflösende Chandra-Bilder mit präziser Technologie kombinierten, um die Koordinaten des Pulsars und anderer Röntgenquellen anhand präziser Positionen des Gaia-Satelliten zu verifizieren.

Pulsar-Standorte, 2006 und 2016. Kredit: Röntgen: NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.

Das Team berechnete, dass sich der Pulsar mit mindestens 1,4 Millionen Meilen pro Stunde vom Zentrum des Supernova-Überrests nach unten links bewegte. Diese Geschwindigkeit ist etwa 30 % höher als die vorherige Schätzung der Geschwindigkeit des Pulsars, die auf einer indirekten Methode basierte, indem gemessen wurde, wie weit der Pulsar vom Zentrum der Explosion entfernt ist.

Die neu bestimmte Geschwindigkeit des Pulsars deutet darauf hin, dass G292.0 + 1.8 und der Pulsar viel kleiner sein könnten, als Astronomen bisher angenommen hatten. Die Forscher schätzen, dass G292.0 + 1.8 von der Erde aus gesehen vor etwa 2.000 Jahren ausgebrochen sein könnte, anstatt wie zuvor berechnet vor 3.000 Jahren. Diese neue Schätzung des Alters von G292.0 + 1.8 basiert auf der Extrapolation der Position des Pulsars in die Vergangenheit, um mit dem Explosionszentrum zusammenzufallen.

Viele Zivilisationen auf der ganzen Welt zeichneten zu dieser Zeit Supernova-Explosionen auf, was die Möglichkeit eröffnete, G292.0 + 1.8 direkt zu beobachten. G292.0 + 1.8 liegt jedoch für die meisten Zivilisationen der nördlichen Hemisphäre, die Sie vielleicht beobachtet haben, unter dem Horizont, und es gibt keine aufgezeichneten Beispiele einer Supernova, die in der südlichen Hemisphäre in Richtung G292.0 + 1.8 beobachtet wurde.

Nahaufnahme von Chandras Bildzentrum für das G292 + 1.8. Die Bewegungsrichtung des Pulsars (Pfeil) und die Position des Explosionszentrums (grünes Oval) sind basierend auf der Trümmerbewegung in den optischen Daten dargestellt. Die Position des Pulsars wurde vor 3.000 Jahren extrapoliert, und das Dreieck zeigt die Unsicherheit des Induktionswinkels. Die Übereinstimmung des Induktionsortes mit dem Epizentrum der Explosion ergibt ein Alter von etwa 2000 Jahren für den Pulsar und G292 + 1,8. Der Massenmittelpunkt (Schnittpunkt) der in den Trümmern detektierten Röntgenelemente (Si, S, Ar, Ca) liegt gegenüber dem Explosionszentrum des sich bewegenden Pulsars. Die Asymmetrie in den Trümmern in der oberen rechten Ecke der Explosion stieß den Pulsar nach unten links, indem der Impuls beibehalten wurde. Bildnachweis: Röntgen: NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.; Optisch: Palomar DSS2

Das Forschungsteam lernte nicht nur mehr über das Alter von G292.0 + 1.8, sondern untersuchte auch, wie die Supernova des Pulsars ihren kraftvollen Kick auslöste. Es gibt zwei Hauptmöglichkeiten, die beide darin bestehen, dass Material von der Supernova nicht gleichmäßig in alle Richtungen ausgestoßen wird. Eine Möglichkeit ist das Neutrinos Der Ausstoß bei der Explosion wird asymmetrisch aus der Explosion ausgestoßen, der andere besteht darin, dass die durch die Explosion erzeugten Trümmer asymmetrisch ausgestoßen werden. Wenn Materie eine bevorzugte Ausrichtung hätte, würde der Pulsar aufgrund eines physikalischen Prinzips namens Impulserhaltung in die entgegengesetzte Richtung geschoben.

Die Menge an Neutrinoasymmetrie, die erforderlich wäre, um die hohe Geschwindigkeit in diesem letzten Ergebnis zu erklären, wäre extrem und stützt die Interpretation, dass die Asymmetrie in den Trümmern der Explosion dem Pulsar seinen Kick verlieh.

Die von dieser Explosion auf den Pulsar übertragene Energie war enorm. Obwohl der Pulsar nur etwa 10 Meilen im Durchmesser hat, hat der Pulsar eine 500.000-fache Masse der Erde und bewegt sich 20-mal schneller als die Geschwindigkeit der Erde, die die Sonne umkreist.

https://www.youtube.com/watch?v=0itTriYIOlI

Die neueste Arbeit von Xi Long und Paul Plucinksky (Astrophysics Center | Harvard & Smithsonian) zu G292.0 + 1.8 wurde auf dem 240. Treffen der American Astronomical Society in Pasadena, Kalifornien, vorgestellt. Die Ergebnisse werden auch in einem Artikel diskutiert, der zur Veröffentlichung im Astrophysical Journal angenommen wurde. Die anderen Autoren des Papiers sind Daniel Patnaud und Terrence Gaetz, beide vom Center for Astrophysics.

Referenz: „Proper motion of pulsar J1124-5916 in the galactic supernova remnant G292.0 + 1.8“ von Xi Long, Daniel J. Patnaude, Paul P. Plucinsky und Terrance J. Gaetz, Accepted, Astrophysikalische Zeitschrift.
arXiv: 2205.07951

Das Marshall Space Flight Center der NASA verwaltet das Chandra-Programm. Das Chandra X-ray Center des Smithsonian Astrophysical Observatory kontrolliert den wissenschaftlichen Betrieb von Cambridge, Massachusetts, und den Flugbetrieb von Burlington, Massachusetts.