Chandra de la NASA capture Pulsar dans un piège à rayons X

Le reste de supernova G292.0 + 1.8 contient un pulsar se déplaçant à plus de 1 million de miles par heure, comme le montre l’image Chandra avec une image optique du Digital Sky Survey. Les pulsars orbitent rapidement autour d’étoiles à neutrons qui peuvent se former lorsque des étoiles massives manquent de carburant, s’effondrent et explosent. Ces explosions produisent parfois un « coup de pied », qui envoie ce pulsar traverser les restes d’une explosion de supernova. Des images supplémentaires montrent un gros plan de ce pulsar dans les rayons X de Chandra, qu’il a repéré en 2006 et 2016 pour mesurer cette vitesse impressionnante. Des croix rouges dans chaque panneau indiquent l’emplacement du pulsar en 2006. Crédit : X-ray : NASA/CXC/SAO/L. Shi et al. ; Optique : Palomar DSS2

• une[{ » 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.

Le reste de supernova G292.0 + 1.8 contient un pulsar se déplaçant à plus d’un million de miles par heure. Cette image contient des données de l’observatoire de rayons X Chandra de la NASA (rouge, orange, jaune et bleu), qui a été utilisé pour faire cette découverte. Les rayons X sont combinés avec une image optique du Digitized Sky Survey, une étude au sol de l’ensemble du ciel.

Les pulsars tournent vite étoiles à neutrons Ils peuvent se former lorsque des étoiles massives manquent de carburant, s’effondrent et explosent. Ces explosions produisent parfois un « coup de pied », ce qui a incité ce pulsar à courir à travers les restes de l’explosion de la supernova. L’encart montre une vue rapprochée de ce pulsar dans les rayons X de Chandra.

Pour faire cette découverte, les chercheurs ont comparé des images Chandra de G292.0 + 1.8 prises en 2006 et 2016. Une paire d’images complémentaires montre l’évolution de la position du pulsar sur 10 ans. Le déplacement de l’emplacement de la source est négligeable car le pulsar se trouve à environ 20 000 années-lumière de la Terre, mais il a parcouru environ 120 milliards de miles (190 milliards de km) pendant cette période. Les chercheurs ont pu mesurer cela en combinant des images Chandra haute résolution avec une technologie précise pour vérifier les coordonnées du pulsar et d’autres sources de rayons X en utilisant des positions précises du satellite Gaia.

Sites Pulsar, 2006 et 2016. Crédit : X-ray : NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.

L’équipe a calculé que le pulsar se déplaçait à au moins 1,4 million de miles par heure du centre du reste de la supernova vers le coin inférieur gauche. Cette vitesse est d’environ 30% supérieure à l’estimation précédente de la vitesse du pulsar qui était basée sur une méthode indirecte, en mesurant la distance entre le pulsar et le centre de l’explosion.

La vitesse nouvellement déterminée du pulsar suggère que G292.0 + 1.8 et le pulsar pourraient être beaucoup plus petits que ce que les astronomes pensaient auparavant. Les chercheurs estiment que G292.0 + 1.8 aurait pu entrer en éruption il y a environ 2 000 ans vu de la Terre, plutôt qu’il y a 3 000 ans comme calculé précédemment. Cette nouvelle estimation de l’âge de G292.0 + 1.8 est basée sur l’extrapolation de l’emplacement du pulsar dans le temps pour coïncider avec l’épicentre de l’explosion.

De nombreuses civilisations à travers le monde enregistraient à l’époque des explosions de supernova, ouvrant la possibilité d’observer directement G292.0 + 1.8. Cependant, G292.0 + 1,8 est sous l’horizon pour la plupart des civilisations de l’hémisphère nord que vous avez pu observer, et il n’y a aucun exemple enregistré d’une supernova observée dans l’hémisphère sud dans la direction de G292.0 + 1,8.

Vue rapprochée du centre d’image de Chandra pour le G292 + 1.8. La direction du mouvement du pulsar (flèche) et la position du centre de l’explosion (ovale vert) sont indiquées en fonction du mouvement des débris vu dans les données optiques. La position du pulsar a été extrapolée il y a 3 000 ans et le triangle représente l’incertitude de l’angle d’induction. L’accord du site d’induction avec l’épicentre de l’explosion donne un âge d’environ 2 000 ans pour le pulsar et G292 + 1,8. Le centre de masse (intersection) des éléments de rayons X détectés dans les débris (Si, S, Ar, Ca) est situé en face du centre de l’explosion du pulsar en mouvement. L’asymétrie dans les débris en haut à droite de l’explosion a projeté le pulsar en bas à gauche, en conservant l’élan. Crédit : Radiographie : NASA/CXC/SAO/L. Shi et al. ; Optique : Palomar DSS2

En plus d’en savoir plus sur l’âge de G292.0 + 1.8, l’équipe de recherche a également étudié comment la supernova du pulsar a donné son puissant coup de pied. Il existe deux possibilités principales, qui impliquent toutes deux que la matière ne soit pas éjectée uniformément par la supernova dans toutes les directions. Une possibilité est que neutrinos La sortie de l’explosion est éjectée de l’explosion de manière asymétrique, l’autre est que les débris produits par l’explosion sont éjectés de manière asymétrique. Si la matière avait une orientation préférée, le pulsar serait poussé dans la direction opposée en raison d’un principe physique appelé conservation de la quantité de mouvement.

La quantité d’asymétrie des neutrinos nécessaire pour expliquer la vitesse élevée dans ce dernier résultat serait extrême, soutenant l’interprétation selon laquelle l’asymétrie dans les débris de l’explosion a donné son coup de pied au pulsar.

L’énergie transférée au pulsar à partir de cette explosion était énorme. Bien que le pulsar ne mesure qu’environ 10 miles de diamètre, le pulsar a une masse de 500 000 fois celle de la Terre et il se déplace 20 fois plus vite que la vitesse de la Terre en orbite autour du soleil.

Les derniers travaux de Xi Long et Paul Plucinksky (Astrophysics Center | Harvard & Smithsonian) sur G292.0 + 1.8 ont été présentés lors de la 240e réunion de l’American Astronomical Society à Pasadena, en Californie. Les résultats sont également discutés dans un article accepté pour publication dans The Astrophysical Journal. Les autres auteurs de l’article sont Daniel Patnaud et Terence Gaetz, tous deux du Centre d’astrophysique.

Référence : « Proper motion of pulsar J1124-5916 in the galactic supernova remnant G292.0 + 1.8 » par Xi Long, Daniel J. Patnaude, Paul P. Plucinsky et Terrance J. Gaetz, accepté, Journal astrophysique.
arXiv : 2205.07951

Le Marshall Space Flight Center de la NASA gère le programme Chandra. Le centre de rayons X Chandra du Smithsonian Astrophysical Observatory contrôle les opérations scientifiques depuis Cambridge, Massachusetts, et les opérations aériennes depuis Burlington, Massachusetts.