شاندرا من ناسا تلتقط بولسار في فخ السرعة بالأشعة السينية

• أ[{” 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.

https://www.youtube.com/watch؟v=60cYjnaiZD4

تحتوي بقايا المستعر الأعظم G292.0 + 1.8 على نجم نابض يتحرك بسرعة تزيد عن مليون ميل في الساعة. تحتوي هذه الصورة على بيانات من مرصد Chandra X-ray التابع لناسا (الأحمر والبرتقالي والأصفر والأزرق) ، والذي تم استخدامه لتحقيق هذا الاكتشاف. تم دمج الأشعة السينية مع صورة بصرية من Digitized Sky Survey ، وهو مسح أرضي للسماء بأكملها.

تدور النجوم النابضة بسرعة النجوم النيوترونية يمكن أن تتكون عندما ينفد الوقود من النجوم الضخمة ، وتنهار وتنفجر. تنتج هذه الانفجارات أحيانًا “ركلة” ، وهو ما دفع هذا النجم النابض للتسابق عبر بقايا انفجار المستعر الأعظم. يُظهر الشكل الداخلي نظرة عن قرب على هذا النجم النابض في الأشعة السينية من Chandra.

لتحقيق هذا الاكتشاف ، قارن الباحثون صور Chandra لـ G292.0 + 1.8 التي التقطت في عامي 2006 و 2016. يظهر زوج من الصور التكميلية التغيير في موضع النجم النابض على مدى 10 سنوات. يعد التحول في موقع المصدر ضئيلًا لأن النجم النابض يبعد حوالي 20000 سنة ضوئية عن الأرض ، لكنه سافر حوالي 120 مليار ميل (190 مليار كيلومتر) خلال هذه الفترة. تمكن الباحثون من قياس ذلك من خلال الجمع بين صور Chandra عالية الدقة مع تقنية دقيقة للتحقق من إحداثيات النجم النابض ومصادر الأشعة السينية الأخرى باستخدام مواضع دقيقة من القمر الصناعي Gaia.

مواقع بولسار ، 2006 و 2016. Credit: X-ray: NASA / CXC / SAO / L. شي وآخرون.

حسب الفريق أن النجم النابض يتحرك على الأقل 1.4 مليون ميل في الساعة من مركز بقايا المستعر الأعظم إلى أسفل اليسار. هذه السرعة أعلى بنحو 30٪ من التقدير السابق لسرعة النجم النابض الذي كان قائمًا على طريقة غير مباشرة ، عن طريق قياس مدى بُعد النجم النابض عن مركز الانفجار.

تشير السرعة المحدَّدة حديثًا للنجم النابض إلى أن النجم G292.0 + 1.8 والنجم النابض قد يكون أصغر بكثير مما كان يعتقده علماء الفلك سابقًا. يقدر الباحثون أن G292.0 + 1.8 كان من الممكن أن ينفجر منذ حوالي 2000 عام كما يُرى من الأرض ، بدلاً من 3000 عام كما تم حسابه سابقًا. يعتمد هذا التقدير الجديد لعمر G292.0 + 1.8 على استقراء موقع النجم النابض إلى الوراء في الوقت المناسب بحيث يتزامن مع مركز الانفجار.

كانت العديد من الحضارات حول العالم تسجل انفجارات المستعر الأعظم في ذلك الوقت ، مما يفتح إمكانية ملاحظة G292.0 + 1.8 بشكل مباشر. ومع ذلك ، فإن G292.0 + 1.8 يقع تحت الأفق بالنسبة لمعظم حضارات نصف الكرة الشمالي التي ربما تكون قد لاحظتها ، ولا توجد أمثلة مسجلة على وجود مستعر أعظم يتم ملاحظته في نصف الكرة الجنوبي في اتجاه G292.0 + 1.8.

عرض عن قرب لمركز صورة Chandra لـ G292 + 1.8. يظهر اتجاه حركة النجم النابض (السهم) ، وموضع مركز الانفجار (البيضاوي الأخضر) بناءً على حركة الحطام التي تظهر في البيانات الضوئية. تم استقراء موقع النجم النابض قبل 3000 عام ، ويصور المثلث عدم اليقين في زاوية الاستقراء. يعطي اتفاق الموقع المستقرء مع مركز الانفجار عمرًا يقارب 2000 سنة للنجم النابض و G292 + 1.8. يقع مركز الكتلة (التقاطع) للعناصر المكتشفة بالأشعة السينية في الحطام (Si ، S ، Ar ، Ca) على الجانب الآخر من مركز الانفجار من النجم النابض المتحرك. أدى عدم التناسق في الحطام الموجود في الجزء العلوي الأيمن من الانفجار إلى ركل النجم النابض إلى أسفل اليسار ، من خلال الحفاظ على الزخم. الائتمان: الأشعة السينية: NASA / CXC / SAO / L. شي وآخرون ؛ بصري: Palomar DSS2

بالإضافة إلى معرفة المزيد عن عمر G292.0 + 1.8 ، درس فريق البحث أيضًا كيف أعطى المستعر الأعظم للنجم النابض ركلته القوية. هناك احتمالان رئيسيان ، كلاهما يتضمن عدم قذف المواد بواسطة المستعر الأعظم بالتساوي في جميع الاتجاهات. أحد الاحتمالات هو أن النيوترينوات الناتج في الانفجار يقذف من الانفجار بشكل غير متماثل ، والآخر هو أن الحطام الناتج عن الانفجار يقذف بشكل غير متماثل. إذا كان للمادة اتجاه مفضل ، فسيتم دفع النجم النابض في الاتجاه المعاكس بسبب مبدأ الفيزياء المسمى الحفاظ على الزخم.

سيكون مقدار عدم تناسق النيوترينوات المطلوب لتفسير السرعة العالية في هذه النتيجة الأخيرة متطرفًا ، مما يدعم التفسير القائل بأن عدم التناسق في حطام الانفجار أعطى النجم النابض ركلته.

كانت الطاقة المنقولة إلى النجم النابض من هذا الانفجار هائلة. على الرغم من أن النجم النابض يبلغ قطره حوالي 10 أميال فقط ، إلا أن كتلة النجم النابض تبلغ 500000 ضعف كتلة الأرض ، وهو يسافر أسرع 20 مرة من سرعة الأرض التي تدور حول الشمس.

https://www.youtube.com/watch؟v=0itTrIYIOlI

تم تقديم آخر عمل قام به Xi Long و Paul Plucinksky (مركز الفيزياء الفلكية | Harvard & Smithsonian) حول G292.0 + 1.8 في الاجتماع 240 للجمعية الفلكية الأمريكية في باسادينا ، كاليفورنيا. تمت مناقشة النتائج أيضًا في ورقة تم قبولها للنشر في مجلة الفيزياء الفلكية. المؤلفان الآخران للورقة هما دانيال باتناود وتيرانس جايتز ، وكلاهما من مركز الفيزياء الفلكية.

المرجع: “الحركة المناسبة للبولسار J1124-5916 في بقايا المستعر الأعظم المجري G292.0 + 1.8” بقلم Xi Long و Daniel J. Patnaude و Paul P. Plucinsky و Terrance J. Gaetz ، مقبول ، مجلة الفيزياء الفلكية.
arXiv: 2205.07951

يدير مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا برنامج شاندرا. يتحكم مركز شاندرا للأشعة السينية التابع لمرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في العمليات العلمية من كامبريدج ، ماساتشوستس ، وعمليات الطيران من بيرلينجتون ، ماساتشوستس.