Chandra NASA menangkap Pulsar dalam perangkap kecepatan sinar-X

• sebuah[{” 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.

Sisa supernova G292.0 + 1.8 berisi pulsar yang bergerak dengan kecepatan lebih dari satu juta mil per jam. Gambar ini berisi data dari Observatorium Sinar-X Chandra NASA (merah, oranye, kuning, dan biru), yang digunakan untuk membuat penemuan ini. Sinar-X digabungkan dengan gambar optik dari Digitized Sky Survey, survei berbasis darat di seluruh langit.

Pulsar berputar cepat bintang neutron Mereka dapat terbentuk ketika bintang masif kehabisan bahan bakar, runtuh dan meledak. Ledakan ini terkadang menghasilkan “tendangan”, yang mendorong pulsar ini untuk berpacu melewati sisa-sisa ledakan supernova. Inset menunjukkan tampilan close-up pulsar ini dalam sinar-X dari Chandra.

Untuk membuat penemuan ini, para peneliti membandingkan gambar Chandra G292.0 + 1.8 yang diambil pada tahun 2006 dan 2016. Sepasang gambar pelengkap menunjukkan perubahan posisi pulsar selama 10 tahun. Pergeseran lokasi sumber dapat diabaikan karena pulsar berjarak sekitar 20.000 tahun cahaya dari Bumi, tetapi telah menempuh jarak sekitar 120 miliar mil (190 miliar km) selama periode ini. Para peneliti dapat mengukur ini dengan menggabungkan gambar Chandra resolusi tinggi dengan teknologi presisi untuk memverifikasi koordinat pulsar dan sumber sinar-X lainnya menggunakan posisi akurat dari satelit Gaia.

Situs Pulsar, 2006 dan 2016. Kredit: X-ray: NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.

Tim menghitung bahwa pulsar bergerak setidaknya 1,4 juta mil per jam dari pusat sisa supernova ke kiri bawah. Kecepatan ini sekitar 30% lebih tinggi dari perkiraan sebelumnya dari kecepatan pulsar yang didasarkan pada metode tidak langsung, dengan mengukur seberapa jauh pulsar dari pusat ledakan.

Kecepatan pulsar yang baru ditentukan menunjukkan bahwa G292.0 + 1.8 dan pulsar mungkin jauh lebih kecil daripada yang diperkirakan para astronom sebelumnya. Para peneliti memperkirakan bahwa G292.0 + 1.8 bisa meletus sekitar 2.000 tahun yang lalu seperti yang terlihat dari Bumi, daripada 3.000 tahun yang lalu seperti yang dihitung sebelumnya. Perkiraan baru usia G292.0 + 1.8 ini didasarkan pada ekstrapolasi lokasi pulsar pada waktunya agar bertepatan dengan pusat ledakan.

Banyak peradaban di seluruh dunia yang merekam ledakan supernova pada saat itu, membuka kemungkinan untuk mengamati secara langsung G292.0 + 1.8. Namun, G292.0 + 1.8 berada di bawah cakrawala untuk sebagian besar peradaban Belahan Bumi Utara yang mungkin telah Anda amati, dan tidak ada contoh rekaman supernova yang diamati di Belahan Bumi Selatan ke arah G292.0 + 1.8.

Tampilan close-up dari pusat gambar Chandra untuk G292 + 1.8. Arah gerakan pulsar (panah), dan posisi pusat ledakan (oval hijau) ditunjukkan berdasarkan gerakan puing-puing yang terlihat pada data optik. Posisi pulsar diekstrapolasi 3.000 tahun yang lalu, dan segitiga menggambarkan ketidakpastian dalam sudut induksi. Kesepakatan situs induksi dengan pusat ledakan memberikan usia sekitar 2.000 tahun untuk pulsar dan G292 + 1,8. Pusat massa (perpotongan) elemen sinar-X yang terdeteksi dalam puing-puing (Si, S, Ar, Ca) terletak di seberang pusat ledakan dari pulsar yang bergerak. Asimetri di puing-puing di kanan atas ledakan menendang pulsar ke kiri bawah, dengan melestarikan momentum. Kredit: X-ray: NASA/CXC/SAO/L.Shi et al.; Optik: Palomar DSS2

Selain mempelajari lebih lanjut tentang usia G292.0 + 1.8, tim peneliti juga mempelajari bagaimana supernova pulsar memberikan tendangan yang kuat. Ada dua kemungkinan utama, keduanya melibatkan materi yang tidak dikeluarkan oleh supernova secara merata ke segala arah. Salah satu kemungkinannya adalah neutrino Output dalam ledakan dikeluarkan dari ledakan secara asimetris, yang lain adalah bahwa puing-puing yang dihasilkan oleh ledakan dikeluarkan secara asimetris. Jika materi memiliki orientasi yang lebih disukai, pulsar akan didorong ke arah yang berlawanan karena prinsip fisika yang disebut kekekalan momentum.

Jumlah asimetri neutrino yang diperlukan untuk menjelaskan kecepatan tinggi dalam hasil terakhir ini akan menjadi ekstrem, mendukung interpretasi bahwa asimetri dalam puing-puing ledakan menyebabkan pulsar menendang.

Energi yang ditransfer ke pulsar dari ledakan ini sangat besar. Meskipun pulsar hanya berdiameter sekitar 10 mil, pulsar memiliki massa 500.000 kali massa Bumi, dan bergerak 20 kali lebih cepat dari kecepatan Bumi mengorbit matahari.

Karya terbaru Xi Long dan Paul Plulinksky (Pusat Astrofisika | Harvard & Smithsonian) tentang G292.0 + 1.8 dipresentasikan pada Pertemuan ke-240 American Astronomical Society di Pasadena, California. Hasilnya juga dibahas dalam makalah yang diterima untuk dipublikasikan di The Astrophysical Journal. Penulis makalah lainnya adalah Daniel Patnaud dan Terence Gaetz, keduanya dari Center for Astrophysics.

Referensi: “Gerakan tepat pulsar J1124-5916 di sisa supernova galaksi G292.0 + 1.8” oleh Xi Long, Daniel J. Patnaude, Paul P. Plucinsky, dan Terrance J. Gaetz, Diterima, Jurnal Astrofisika.
arXiv: 2205.07951

Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall NASA mengelola program Chandra. Chandra X-ray Center Smithsonian Astrophysical Observatory mengontrol operasi sains dari Cambridge, Massachusetts, dan operasi penerbangan dari Burlington, Massachusetts.