شاندرا من ناسا تلتقط بولسار في فخ الأشعة 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 شاندرا للأشعة السينية 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.

النجوم النابضة تدور بسرعة النجوم النيوترونية والتي يمكن أن تتشكل عندما ينفد الوقود من النجوم الضخمة ، وتنهار وتنفجر. تنتج هذه الانفجارات أحيانًا “ركلة” ترسل هذا النجم النابض عبر بقايا انفجار المستعر الأعظم. يُظهر الشكل الداخلي لقطة مقرّبة لهذا النجم النابض في الأشعة السينية لشاندرا.

لتحقيق هذا الاكتشاف ، قارن الباحثون صور Chandra لـ G292.0 + 1.8 التي تم التقاطها في عامي 2006 و 2016. يظهر زوج من الصور الإضافية التغيير في موضع النجم النابض على مدى فترة 10 سنوات. تغيير المصدر في الموقع صغير لأن النجم النابض يبعد حوالي 20000 سنة ضوئية عن الأرض ، لكنه قطع حوالي 120 مليار ميل (190 مليار كيلومتر) خلال هذا الوقت. 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.

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

حسب الفريق أن النجم النابض كان يتحرك على الأقل 1.4 مليون ميل في الساعة من مركز بقايا المستعر الأعظم إلى الزاوية اليسرى السفلية. هذه السرعة أعلى بنحو 30٪ من التقدير السابق لسرعة النجم النابض الذي كان يعتمد على طريقة غير مباشرة ، عن طريق قياس المسافة بين النجم النابض ومركز الانفجار.

تشير السرعة المحدَّدة حديثًا للنجم النابض إلى أن النجم G292.0 + 1.8 والنجم النابض يمكن أن يكون أصغر كثيرًا 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 تقدير العمر الجديد هذا لـ G292.0 + 1.8 على استقراء موقع النجم النابض إلى الوراء في الوقت المناسب ليتزامن مع مركز الانفجار.

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

منظر قريب لمركز صورة Chandra لـ G292 + 1.8. يشار إلى اتجاه حركة النجم النابض (السهم) وموقع مركز الانفجار (بيضاوي أخضر) حسب حركة الحطام التي تظهر في البيانات الضوئية. تم استقراء موقع النجم النابض قبل 3000 عام ويمثل المثلث عدم اليقين في زاوية الاستقراء. يمنح اتفاق الموقع المستقرء مع مركز الانفجار عمرًا يبلغ حوالي 2000 عام للنجم النابض و G292 + 1.8. يقع مركز الكتلة (الصليب) للعناصر التي تم الكشف عنها بواسطة الأشعة السينية في الحطام (Si ، S ، Ar ، Ca) على الجانب الآخر من مركز الانفجار فيما يتعلق بالنجم النابض المتحرك. تسبب عدم التناسق في الحطام في الجزء العلوي الأيمن من الانفجار في دفع النجم النابض إلى أسفل اليسار ، من خلال الحفاظ على الزخم. الائتمان: X-Ray: NASA / CXC / SAO / L. شي وآخرون. ؛ العدسة: Palomar DSS2

إلى جانب اكتشاف المزيد حول عمر G292.0 + 1.8 ، نظر فريق البحث أيضًا في كيفية إعطاء المستعر الأعظم للنجم النابض ركلته القوية. هناك احتمالان رئيسيان ، وكلاهما يشير إلى أن المادة لا تُقذف بشكل موحد بواسطة المستعر الأعظم في جميع الاتجاهات. أحد الاحتمالات هو أن النيوترينوات يتم إخراج المنتجات في الانفجار من الانفجار بشكل غير متماثل ، والآخر هو أن الحطام من الانفجار يتم إخراجها بشكل غير متماثل. إذا كان للمادة اتجاه مفضل ، فسيتم إلقاء النجم النابض في الاتجاه المعاكس وفقًا لمبدأ الفيزياء المسمى الحفاظ على الزخم.

إن مقدار عدم تناسق النيوترينو اللازم لشرح السرعة العالية لهذه النتيجة الأخيرة سيكون شديدًا ، مما يدعم التفسير القائل بأن عدم التناسق في الحطام الناتج عن الانفجار دفع النجم النابض.

كانت الطاقة المنقولة إلى النجم النابض من هذا الانفجار هائلة. على الرغم من أن قطر النجم النابض يبلغ حوالي 10 أميال فقط ، إلا أن كتلة النجم النابض تبلغ 500000 مرة كتلة الأرض ويتحرك 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) على 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 للمقال هما دانيال باتنوود وتيرانس جايتز ، وكلاهما من مركز الفيزياء الفلكية.

المرجع: “The Proper Motion of the Pulsar J1124-5916 in Galactic Supernova Remnant G292.0 + 1.8” بقلم Xi Long و Daniel J. Patnaude و Paul P. Plucinsky و Terrance J. Gaetz ، تم قبولها ، 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.