NASA’nın Chandra’sı, Pulsar’ı bir X-ışını hız tuzağında yakalar

• 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.

G292.0 + 1.8 süpernova kalıntısı, saatte bir milyon milin üzerinde hızla hareket eden bir pulsar içerir. Bu görüntü, bu keşfi yapmak için kullanılan NASA’nın Chandra X-ray Gözlemevi’nden (kırmızı, turuncu, sarı ve mavi) verileri içerir. X-ışınları, tüm gökyüzünün zemine dayalı bir araştırması olan Sayısallaştırılmış Gökyüzü Araştırmasından alınan optik bir görüntü ile birleştirilir.

Pulsarlar hızlı dönüyor nötron yıldızları Büyük yıldızların yakıtı bittiğinde, çöktüğünde ve patladığında oluşabilirler. Bu patlamalar bazen bir “tekme” üretir ve bu pulsarın süpernova patlamasının kalıntıları arasında yarışmasını sağlayan şey budur. Ek, Chandra’dan gelen X-ışınlarında bu pulsarın yakından görünümünü gösterir.

Bu keşfi yapmak için araştırmacılar, G292.0 + 1.8’in 2006 ve 2016’da çekilen Chandra görüntülerini karşılaştırdılar. Bir çift tamamlayıcı görüntü, pulsarın 10 yıl içindeki pozisyonundaki değişikliği gösteriyor. Pulsar Dünya’dan yaklaşık 20.000 ışıkyılı uzaklıkta olduğu için kaynak konumundaki kayma ihmal edilebilir, ancak bu süre zarfında yaklaşık 120 milyar mil (190 milyar km) yol kat etti. Araştırmacılar, Gaia uydusunun kesin konumlarını kullanarak pulsarın ve diğer X-ışını kaynaklarının koordinatlarını doğrulamak için yüksek çözünürlüklü Chandra görüntülerini hassas teknolojiyle birleştirerek bunu ölçebildiler.

Pulsar siteleri, 2006 ve 2016. Kredi: X-ray: NASA/CXC/SAO/L. Shi ve ark.

Ekip, pulsarın süpernova kalıntısının merkezinden sol alt tarafa doğru saatte en az 1,4 milyon mil hareket ettiğini hesapladı. Bu hız, pulsarın patlamanın merkezinden ne kadar uzakta olduğunu ölçerek dolaylı bir yönteme dayanan önceki pulsar hızı tahmininden yaklaşık %30 daha yüksektir.

Pulsarın yeni belirlenen hızı, G292.0 + 1.8 ve pulsarın astronomların önceden düşündüğünden çok daha küçük olabileceğini gösteriyor. Araştırmacılar, G292.0 + 1.8’in daha önce hesaplandığı gibi 3.000 yıl önce değil, Dünya’dan görüldüğü gibi yaklaşık 2.000 yıl önce patlamış olabileceğini tahmin ediyor. G292.0 + 1.8’in yaşıyla ilgili bu yeni tahmin, pulsarın konumunu patlama merkeziyle çakışacak şekilde zamanda geriye doğru tahmin etmeye dayanmaktadır.

Dünyanın dört bir yanındaki birçok uygarlık, o sırada süpernova patlamaları kaydediyordu ve bu, G292.0 + 1.8’i doğrudan gözlemleme olasılığını ortaya çıkardı. Bununla birlikte, G292.0 + 1.8, gözlemlemiş olabileceğiniz çoğu Kuzey Yarımküre uygarlığı için ufkun altındadır ve Güney Yarımküre’de G292.0 + 1.8 yönünde gözlemlenen bir süpernova örneği yoktur.

Chandra’nın G292 + 1.8 için görüntü merkezinin yakından görünümü. Pulsarın hareket yönü (ok) ve patlama merkezinin konumu (yeşil oval), optik verilerde görülen döküntü hareketine dayalı olarak gösterilir. Pulsarın konumu 3.000 yıl önce tahmin edildi ve üçgen, indüksiyon açısındaki belirsizliği gösteriyor. İndüksiyon bölgesinin patlamanın merkez üssü ile uyumu, pulsar ve G292 + 1.8 için yaklaşık 2.000 yıllık bir yaş verir. Enkazda tespit edilen X-ışını elemanlarının (Si, S, Ar, Ca) kütle merkezi (kesişim), hareketli pulsardan patlamanın merkezinin karşısında yer almaktadır. Patlamanın sağ üst köşesindeki enkazdaki asimetri, momentumu koruyarak pulsarı sol alta itti. Kredi: X-ray: NASA/CXC/SAO/L.Shi ve diğerleri; Optik: Palomar DSS2

Araştırma ekibi, G292.0 + 1.8’in yaşı hakkında daha fazla bilgi edinmenin yanı sıra, pulsarın süpernovasının güçlü vuruşunu nasıl verdiğini de inceledi. Her ikisi de süpernova tarafından her yöne eşit olarak fırlatılmayan malzemeyi içeren iki ana olasılık vardır. Bir olasılık şu ki nötrinolar Patlamadaki çıktı asimetrik olarak patlamadan dışarı atılır, diğeri ise patlamanın ürettiği döküntülerin asimetrik olarak dışarı atılmasıdır. Maddenin tercih edilen bir yönelimi olsaydı, momentumun korunumu adı verilen bir fizik ilkesi nedeniyle pulsar ters yöne itilirdi.

Bu son sonuçtaki yüksek hızı açıklamak için gereken nötrino asimetrisi miktarı aşırı olacaktır, bu da patlamanın enkazındaki asimetrinin atarcaya tekme verdiği yorumunu destekler.

Bu patlamadan pulsar’a aktarılan enerji çok büyüktü. Pulsarın çapı sadece 10 mil olmasına rağmen, pulsar Dünya’nın 500.000 katı bir kütleye sahiptir ve Dünya’nın güneş etrafındaki hızından 20 kat daha hızlı hareket eder.

Xi Long ve Paul Plucinksky’nin (Astrofizik Merkezi | Harvard & Smithsonian) G292.0 + 1.8 hakkındaki en son çalışması, Pasadena, California’daki Amerikan Astronomi Topluluğunun 240. Toplantısında sunuldu. Sonuçlar ayrıca The Astrophysical Journal’da yayınlanmak üzere kabul edilen bir makalede tartışıldı. Makalenin diğer yazarları, her ikisi de Astrofizik Merkezi’nden Daniel Patnaud ve Terrence Gaetz.

Referans: Xi Long, Daniel J. Patnaude, Paul P. Plucinsky ve Terrance J. Gaetz, “galaktik süpernova kalıntısı G292.0 + 1.8’de pulsar J1124-5916’nın düzgün hareketi”, Astrofizik Dergisi.
arXiv: 2205.07951

NASA’nın Marshall Uzay Uçuş Merkezi, Chandra programını yönetiyor. Smithsonian Astrofizik Gözlemevi’nin Chandra X-ray Merkezi, Cambridge, Massachusetts’teki bilim operasyonlarını ve Burlington, Massachusetts’teki uçuş operasyonlarını kontrol ediyor.