Når en stjerne tømmer sitt kjernebrensel mot slutten av levetiden, gjennomgår den gravitasjonskollaps og kaster sine ytre lag. Dette resulterer i en fantastisk eksplosjon kjent som en supernova, som kan føre til at det opprettes et svart hull, en pulsar eller en hvit dverg. Til tross for flere tiår med observasjon og forskning, er det fortsatt mye forskere ikke vet om dette fenomenet.
Heldigvis fører løpende observasjoner og forbedrede instrumenter til alle slags funn som gir sjanser for ny innsikt. For eksempel observerte et team av astronomer med National Radio Astronomy Observatory (NRAO) og NASA nylig en "kanonball" -pulsar som satte fart fra supernovaen som antas å ha skapt den. Dette funnet gir allerede innsikt i hvordan pulsarer kan øke hastigheten fra en supernova.
Pulsaren, som er betegnet PSR J0002 + 6216 (J0002), ligger omtrent 6 500 lysår fra Jorden. Det ble opprinnelig oppdaget i 2017 av innbyggerforskere som jobbet for et prosjekt kalt [e-postbeskyttet], som er avhengig av frivillige til å analysere data fra NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope (FGST). Dette prosjektet har vært ansvarlig for oppdagelsen av 23 pulsarer så langt.
Imidlertid var det denne spesielle oppdagelsen som var spesielt betydelig. Siden det først ble oppdaget, gjennomførte et team ledet av Frank Schinzel fra National Radio Astronomy Observatory (NRAO) oppfølgende radioobservasjoner ved bruk av Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) i New Mexico. Disse viste at pulsaren hadde en hale med sjokkerte partikler og magnetisk energi som forlenget 13 lysår bak seg.
Enda mer interessant var det at denne halen pekte mot sentrum av en supernova-rest som ligger 53 lysår bak den (CTB 1). Denne halen var resultatet av pulsars raske bevegelse gjennom interstellar gass, noe som resulterte i sjokkbølger som produserer magnetisk energi og akselererte partikler i kjølvannet. Som Shinzel forklarte i en fersk pressemelding fra NASA:
“Takket være den smale pilformede halen og en suksessfull synsvinkel, kan vi spore denne pulsaren rett tilbake til fødestedet. Ytterligere undersøkelse av dette objektet vil hjelpe oss å bedre forstå hvordan disse eksplosjonene er i stand til å "sparke" nøytronstjerner til så høy hastighet. ”
Med å stole på Fermi-data kunne teamet måle hvor raskt og i hvilken retning pulsaren beveget seg. Dette ble oppnådd gjennom en teknikk kjent som "pulsar timing", der gammastrålinger som oppstår ved hver rotasjon av pulsaren (i J0002's tilfelle 8,7 ganger i sekundet) brukes til å spore bevegelse.
Fra dette bestemte teamet at J0002 kjørte med en hastighet på omtrent 1125 km / s (700 mps) eller 4 millioner km / t (2,5 millioner mph). I det siste har forskere observert pulsarer som kjørte i høye hastigheter, men med en gjennomsnittlig hastighet som var omtrent fem ganger saktere - 240 km / s (150 mps). Som Dale Frail (en forsker fra NRAO som var en del av oppdagelsesteamet) forklarte:
”Eksplosjonsresten i supernova-resten utvidet seg opprinnelig raskere enn pulsarens bevegelse. Imidlertid ble avfallet bremset av møtet med det spisse materialet i det interstellare rommet, så pulsaren var i stand til å fange opp og overta det. ”
Teamet bestemte også at pulsaren etter hvert ville ha fanget opp det ekspanderende skallet som ble opprettet av supernovaen. Til å begynne med ville supernovas ekspanderende rusk ha beveget seg utover raskere enn J0002, men etter omtrent 5000 tusen år, reduserte skallets interaksjon med interstellar gass det gradvis. Etter 10.000 år, som astronomene ser nå, var pulsaren godt utenfor skallet.
Mens astronomer lenge har visst at pulsarer kan få et raskt spark fra supernovaeksplosjonene som skaper dem, er de fortsatt uklare på hvordan det skjer. En mulig forklaring er at ustabiliteter i den kollapserende stjernen kunne ha produsert et tett, sakte bevegelig område av materie som begynte å trekke nøytronstjernen langs, og gradvis akselerere den bort fra eksplosjonssentrum.
"Denne pulsaren beveger seg raskt nok til at den til slutt vil slippe unna Melkeveis galaksen," sa Frail. “Det er foreslått mange mekanismer for å produsere sparket. Det vi ser i PSR J0002 + 6216 støtter ideen om at hydrodynamiske ustabiliteter i supernovaeksplosjonen er ansvarlig for den høye hastigheten til denne pulsaren. ”
Når vi ser fremover, planlegger teamet å foreta flere observasjoner ved hjelp av VLA, National Science Foundation's Very Long Baseline Array (VLBA) og NASAs Chandra røntgenobservatorium. Disse oppfølgingene vil forhåpentligvis gi flere ledetråder for hvordan denne pulsaren tok seg så stor fart, noe som kan gå langt i å løse noe av mysteriet som fremdeles omgir supernovaeeksplosjoner.
Disse resultatene ble nylig delt på det 17. møtet i High Energy Astrophysics (HEAD) i American Astronomical Society, som ble holdt fra 17. til 21. mars i Monterey, California. De er også gjenstand for en studie som blir gjennomgått for publisering i den siste utgaven av The Astrophysical Journal Letters.
