Când o stea își epuizează combustibilul nuclear spre sfârșitul duratei de viață, suferă colaps gravitațional și își varsă straturile exterioare. Aceasta are ca rezultat o explozie magnifică cunoscută sub numele de supernova, care poate duce la crearea unei găuri negre, a unui pulsar sau a unei pitici albe. Și în ciuda a zeci de ani de observație și cercetare, există încă mulți oameni de știință care nu știu despre aceste fenomene.
Din fericire, observațiile în curs și instrumentele îmbunătățite duc la tot felul de descoperiri care oferă șanse pentru noi perspective. De exemplu, o echipă de astronomi cu Observatorul Național de Astronomie Radio (NRAO) și NASA au observat recent un pulsar „bile de tun” care se apropie de supernova despre care se crede că a creat-o. Această constatare oferă deja idei despre modul în care pulsars pot ridica viteza de la o supernova.
Pulsarul, denumit PSR J0002 + 6216 (J0002), este situat la aproximativ 6.500 de ani-lumină de Pământ. Acesta a fost descoperit inițial în 2017 de oamenii de știință cetățeni care lucrează pentru un proiect numit [email protected], care se bazează pe voluntari pentru a analiza datele de la Telescopul spațial Gamma-ray (FGST) NASA. Acest proiect a fost responsabil până acum pentru descoperirea a 23 de pulsars.
Cu toate acestea, această descoperire specială a fost deosebit de importantă. De când a fost descoperită pentru prima dată, o echipă condusă de Frank Schinzel de la Observatorul Național de Astronomie Radio (NRAO) a efectuat observații radiofonice de urmat folosind Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) în New Mexico. Acestea au arătat că pulsarul avea o coadă de particule șocate și energie magnetică care se întindea cu 13 ani-lumină în spatele lui.
Și mai interesant a fost faptul că această coadă a îndreptat spre centrul unei rămășițe de supernova situată la 53 de ani-lumină în spatele ei (CTB 1). Această coadă a fost rezultatul mișcării rapide a pulsarului prin gaz interstelar, ceea ce a dus la valuri de șoc care produc energie magnetică și particule accelerate în urma sa. După cum a explicat Shinzel într-un comunicat de presă recent al NASA:
„Datorită cozii sale înguste, asemănătoare cu săgeți și un unghi de vizionare fortuit, putem urmări acest pulsar înapoi la locul de naștere. Studiul suplimentar al acestui obiect ne va ajuta să înțelegem mai bine modul în care aceste explozii sunt capabile să „lovească” stele de neutroni la o viteză atât de mare. ”
Bazându-se pe datele Fermi, echipa a putut măsura cât de repede și în ce direcție se mișca pulsarul. Acest lucru s-a realizat printr-o tehnică cunoscută sub numele de „cronometru pulsar”, în care clipele cu raze gamma care apar cu fiecare rotație a pulsarului (în cazul J0002, de 8,7 ori pe secundă) sunt folosite pentru a urmări mișcarea.
Din aceasta, echipa a stabilit că J0002 circula cu o viteză de aproximativ 1125 km / s (700 mps) sau 4 milioane km / h (2,5 milioane mph). În trecut, oamenii de știință au observat pulsars care călătoresc cu viteză mare, dar la o viteză medie care a fost de aproximativ cinci ori mai lentă - 240 km / s (150 mps). Așa cum a explicat Dale Frail (un cercetător al ANRA care a făcut parte din echipa de descoperire):
„Resturile de explozie din rămășița supernovei s-au extins inițial mai repede decât mișcarea pulsarului. Cu toate acestea, resturile au fost încetinite de întâlnirea cu materialul tenu în spațiul interstelar, astfel încât pulsarul a fost capabil să-l prindă și să-l depășească. "
De asemenea, echipa a stabilit că pulsarul ar fi prins în cele din urmă coaja în expansiune creată de supernova. La început, resturile de extindere ale supernovei s-ar fi mișcat spre exterior mai repede decât J0002, dar după aproximativ 5000 de mii de ani, interacțiunea carcasei cu gazul interstelar a încetinit-o treptat. Până la 10.000 de ani, ceea ce văd astronomiștii acum, pulsarul era mult în afara cochiliei.
În timp ce astronomii au știut de mult că pulsarsii pot obține o lovitură în viteză din exploziile de supernova care le creează, ei rămân neclare cu privire la modul în care se întâmplă acest lucru. O posibilă explicație este că instabilitățile din stea care se prăbușește ar fi putut produce o regiune densă, cu mișcare lentă a materiei, care a început să tragă steaua de neutroni, accelerând-o treptat din centrul exploziei.
„Acest pulsar se mișcă destul de repede încât, în cele din urmă, va scăpa de galaxia noastră Calea Lactee”, a spus Frail. „Au fost propuse numeroase mecanisme pentru producerea loviturii. Ceea ce vedem în PSR J0002 + 6216 susține ideea că instabilitățile hidrodinamice în explozia supernovei sunt responsabile pentru viteza mare a acestui pulsar. "
Privind în viitor, echipa intenționează să efectueze observații suplimentare utilizând VLA, National Science Fundation Very Long Baseline Array (VLBA) și Observatorul de raze X Chandra al NASA. Aceste monitorizări vor oferi mai multe indicii cu privire la modul în care acest pulsar a ridicat atât de multă viteză, care ar putea merge mult spre rezolvarea unora dintre misterul care încă mai înconjoară explozii de supernove.
Aceste rezultate au fost împărtășite recent la cea de-a 17-a întâlnire a Diviziei High Energy Astrophysics (HEAD) a American Astronomical Society, care a avut loc între 17 și 21 martie la Monterey, California. De asemenea, fac obiectul unui studiu care este revizuit pentru publicare în ultimul număr al Jurnalele Astrofizice Scrisori.
