Chandra da NASA captura Pulsar em uma armadilha de velocidade de raios-X

O remanescente de supernova G292.0 + 1.8 contém um pulsar movendo-se a mais de 1 milhão de milhas por hora, como visto na imagem do Chandra junto com uma imagem óptica do Digital Sky Survey. Os pulsares orbitam rapidamente em torno de estrelas de nêutrons que podem se formar quando estrelas massivas ficam sem combustível, colapsam e explodem. Essas explosões às vezes produzem um “chute”, que envia esse pulsar correndo pelos restos de uma explosão de supernova. Imagens adicionais mostram um close deste pulsar em raios-X do Chandra, que ele detectou em 2006 e 2016 para medir essa velocidade impressionante. Cruzes vermelhas em cada painel mostram a localização do pulsar em 2006. Crédito: Raio-X: NASA/CXC/SAO/L.Shi et al.; Óptico: Palomar DSS2

• uma[{” 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.

O remanescente de supernova G292.0 + 1.8 contém um pulsar movendo-se a mais de um milhão de milhas por hora. Esta imagem contém dados do Observatório de Raios-X Chandra da NASA (vermelho, laranja, amarelo e azul), que foi usado para fazer esta descoberta. Os raios X são combinados com uma imagem óptica do Digitized Sky Survey, um levantamento terrestre de todo o céu.

Pulsares giram rápido estrelas de nêutrons Eles podem se formar quando estrelas massivas ficam sem combustível, colapsam e explodem. Essas explosões às vezes produzem um “chute”, que é o que levou esse pulsar a correr pelos restos da explosão da supernova. A inserção mostra uma visão de perto deste pulsar em raios-X do Chandra.

Para fazer essa descoberta, os pesquisadores compararam imagens do Chandra de G292.0 + 1.8 tiradas em 2006 e 2016. Um par de imagens complementares mostra a mudança na posição do pulsar ao longo de 10 anos. A mudança na localização da fonte é insignificante porque o pulsar está a cerca de 20.000 anos-luz da Terra, mas viajou cerca de 190 bilhões de quilômetros durante esse período. Os pesquisadores foram capazes de medir isso combinando imagens de alta resolução do Chandra com tecnologia precisa para verificar as coordenadas do pulsar e outras fontes de raios-X usando posições precisas do satélite Gaia.

Sites pulsares, 2006 e 2016. Crédito: Raio-X: NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.

A equipe calculou que o pulsar estava se movendo a pelo menos 1,4 milhão de milhas por hora do centro do remanescente de supernova para o canto inferior esquerdo. Essa velocidade é cerca de 30% maior do que a estimativa anterior da velocidade do pulsar, que foi baseada em um método indireto, medindo a que distância o pulsar está do centro da explosão.

A velocidade recém-determinada do pulsar sugere que G292.0 + 1.8 e o pulsar podem ser muito menores do que os astrônomos pensavam anteriormente. Os pesquisadores estimam que G292.0 + 1.8 poderia ter entrado em erupção há cerca de 2.000 anos, visto da Terra, em vez de 3.000 anos atrás, conforme calculado anteriormente. Esta nova estimativa da idade de G292.0 + 1.8 é baseada na extrapolação da localização do pulsar de volta no tempo para coincidir com o centro da explosão.

Muitas civilizações ao redor do mundo estavam registrando explosões de supernovas na época, abrindo a possibilidade de observar diretamente G292.0 + 1.8. No entanto, G292.0 + 1.8 está abaixo do horizonte para a maioria das civilizações do Hemisfério Norte que você pode ter observado, e não há exemplos registrados de uma supernova sendo observada no Hemisfério Sul na direção de G292.0 + 1.8.

Vista de perto do centro de imagens do Chandra para o G292 + 1.8. A direção do movimento do pulsar (seta) e a posição do centro da explosão (oval verde) são mostradas com base no movimento dos detritos vistos nos dados ópticos. A posição do pulsar foi extrapolada há 3.000 anos, e o triângulo representa a incerteza no ângulo de indução. A concordância do local de indução com o epicentro da explosão dá uma idade de aproximadamente 2.000 anos para o pulsar e G292 + 1,8. O centro de massa (intersecção) dos elementos de raios-X detectados nos detritos (Si, S, Ar, Ca) está localizado em frente ao centro da explosão do pulsar em movimento. A assimetria nos detritos no canto superior direito da explosão chutou o pulsar para o canto inferior esquerdo, conservando o momento. Crédito: Raio X: NASA/CXC/SAO/L.Shi et al.; Óptico: Palomar DSS2

Além de aprender mais sobre a idade de G292.0 + 1.8, a equipe de pesquisa também estudou como a supernova do pulsar deu seu poderoso chute. Existem duas possibilidades principais, ambas envolvendo o material não sendo ejetado pela supernova igualmente em todas as direções. Uma possibilidade é que neutrinos A saída na explosão é ejetada da explosão de forma assimétrica, a outra é que os detritos produzidos pela explosão são ejetados de forma assimétrica. Se a matéria tivesse uma orientação preferencial, o pulsar seria empurrado na direção oposta devido a um princípio físico chamado conservação do momento.

A quantidade de assimetria de neutrinos necessária para explicar a alta velocidade neste último resultado seria extrema, apoiando a interpretação de que a assimetria nos detritos da explosão deu o impulso ao pulsar.

A energia transferida para o pulsar dessa explosão foi enorme. Embora o pulsar tenha apenas cerca de 16 quilômetros de diâmetro, o pulsar tem uma massa de 500.000 vezes a da Terra e viaja 20 vezes mais rápido que a velocidade da Terra orbitando o sol.

O último trabalho de Xi Long e Paul Plucinksky (Astrophysics Center | Harvard & Smithsonian) sobre G292.0 + 1.8 foi apresentado no 240º Encontro da American Astronomical Society em Pasadena, Califórnia. Os resultados também são discutidos em um artigo aceito para publicação no The Astrophysical Journal. Os outros autores do artigo são Daniel Patnaud e Terrence Gaetz, ambos do Centro de Astrofísica.

Referência: “Movimento adequado do pulsar J1124-5916 no remanescente de supernova galáctica G292.0 + 1.8” por Xi Long, Daniel J. Patnaude, Paul P. Plucinsky e Terrance J. Gaetz, Aceito, Jornal Astrofísico.
arXiv: 2205.07951

O Marshall Space Flight Center da NASA gerencia o programa Chandra. O Chandra X-ray Center do Smithsonian Astrophysical Observatory controla as operações científicas de Cambridge, Massachusetts, e as operações de voo de Burlington, Massachusetts.