Pulsarsti over cirka 2,5 millioner år. Bildekreditt: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF Klikk for å forstørre
En fartsfylt, supertett nøytronstjerne fikk på en eller annen måte et kraftig "spark" som driver den helt ut av Melkeveis galaksen inn i den kalde enormheten i intergalaktisk rom. Oppdagelsen er forbausende astronomer som brukte National Science Foundation 's Very Long Baseline Array (VLBA) radioteleskop for å direkte måle den raskeste hastigheten som ennå er funnet i en nøytronstjerne.
Nøytronstjernen er restene av en massiv stjerne født i stjernebildet Cygnus som eksploderte for omtrent to og en halv million år siden i en titanisk eksplosjon kjent som en supernova. Ultra-presise VLBA-målinger av avstand og bevegelse viser at det er på kurs for å uunngåelig forlate vår Galaxy.
"Vi vet at supernovaeksplosjoner kan gi et spark til den resulterende nøytronstjernen, men den enorme hastigheten til dette objektet skyver grensene for vår nåværende forståelse," sa Shami Chatterjee fra National Radio Astronomy Observatory (NRAO) og Harvard-Smithsonian Senter for astrofysikk. "Denne oppdagelsen er veldig vanskelig for de nyeste modellene av supernova-kjernekollaps å forklare," la han til.
Chatterjee og kollegene brukte VLBA til å studere pulsar B1508 + 55, omtrent 7700 lysår fra Jorden. Med den ultrasharp radiovisjonen om den kontinuerlige VLBA, kunne de nøyaktig måle både avstanden og hastigheten til pulsaren, en spinnende nøytronstjerne som avgir kraftige stråler av radiobølger. Å plotte bevegelsen bakover pekte mot et fødested blant grupper av gigantiske stjerner i stjernebildet Cygnus - stjerner så massive at de uunngåelig eksploderer som supernovaer.
"Dette er den første direkte målingen av en nøytronstjerners hastighet som overstiger 1000 kilometer i sekundet," sa Walter Brisken, en NRAO-astronom. ”De fleste tidligere estimater av nøytronstjerners hastighet var avhengig av utdannede gjetninger om avstandene deres. Med denne har vi en presis, direkte måling av avstanden, slik at vi kan måle hastigheten direkte, ”sa Brisken. VLBA-målingene viser at pulsaren beveger seg på nesten 1100 kilometer (mer enn 670 miles) per sekund - omtrent 150 ganger raskere enn en kretsende romferge. Med denne hastigheten kunne den reise fra London til New York på fem sekunder.
For å måle pulsarens avstand, måtte astronomene oppdage en "vingling" i sin stilling forårsaket av jordens bevegelse rundt solen. Den "vinglingen" var omtrent lengden på en baseballballtre sett fra månen. Da, med den avstanden som var bestemt, kunne forskerne beregne pulsarens hastighet ved å måle bevegelsen over himmelen.
"Bevegelsen vi målte med VLBA var omtrent lik det å se en hjemmekjørt ball i Boston Fenway Park fra et sete på Månen," forklarte Chatterjee. “Imidlertid tok pulsaren nesten 22 måneder å vise så mye tilsynelatende bevegelse. VLBA er det best mulige teleskopet for å spore så små tilsynelatende bevegelser. ”
Stjernens antatte fødested blant gigantiske stjerner i stjernebildet Cygnus ligger innenfor Melkeveiens plan, en spiralgalakse. De nye VLBA-observasjonene indikerer at nøytronstjernen nå ledes bort fra Melkeveiens fly med nok fart til å ta den helt ut av Galaxy. Siden supernovaeksplosjonen for snart to og en halv million år siden, har pulsaren beveget seg over omtrent en tredjedel av nattehimmelen sett fra Jorden.
"Vi har tenkt på en stund at supernovaeksplosjoner kan gi et spark til den resulterende nøytronstjernen, men de nyeste datamodellene for denne prosessen har ikke produsert hastigheter noe sted i nærheten av det vi ser i dette objektet," sa Chatterjee. "Dette betyr at modellene må sjekkes, og eventuelt korrigeres, for å redegjøre for våre observasjoner," sa han.
"Det er også noen andre prosesser som kan være med på å øke hastigheten produsert av supernova-sparket, men vi må undersøke grundigere for å trekke noen faste konklusjoner," sa Wouter Vlemmings fra Jodrell Bank Observatory i Storbritannia og Cornell University i USA
Observasjonene av B1508 + 55 var en del av et større prosjekt for å bruke VLBA til å måle avstander og bevegelser for mange pulsarer. "Dette er det første resultatet av dette langsiktige prosjektet, og det er ganske spennende å ha noe så spektakulært kommet så tidlig," sa Brisken. VLBA-observasjonene ble gjort ved radiofrekvenser mellom 1,4 og 1,7 GigaHertz.
Chatterjee, Vlemmings og Brisken jobbet med Joseph Lazio fra Naval Research Laboratory, James Cordes fra Cornell University, Miller Goss fra NRAO, Stephen Thorsett fra University of California, Santa Cruz, Edward Fomalont fra NRAO, Andrew Lyne og Michael Kramer, begge av Jodrell Bank Observatory. Forskerne presenterte funnene sine i 1. septemberutgaven av Astrophysical Journal Letters.
VLBA er et system med ti radioteleskopantenner, hver med en skål på 25 meter (82 fot) i diameter og veier 240 tonn. Fra Mauna Kea på Big Island of Hawaii til St. Croix i de amerikanske jomfruøyene, spenner VLBA mer enn 5000 miles, og gir astronomer den skarpeste visjonen om et teleskop på jorden eller i verdensrommet.
National Radio Astronomy Observatory er et anlegg fra National Science Foundation, som drives under samarbeidsavtale av Associated Universities, Inc.
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) har hovedkontor i Cambridge, Massachusetts, og er et felles samarbeid mellom Smithsonian Astrophysical Observatory og Harvard College Observatory. CfA-forskere organisert i syv forskningsavdelinger studerer universets opprinnelse, evolusjon og endelige skjebne.
Originalkilde: CfA News Release
