Ko zvezda izčrpa svoje jedrsko gorivo proti koncu življenjske dobe, se podvrže gravitacijskemu kolapsu in razbije svoje zunanje plasti. Tako nastane veličastna eksplozija, znana kot supernova, ki lahko privede do nastanka črne luknje, pulsarja ali belega škrata. In kljub desetletjem opazovanja in raziskav, še vedno veliko znanstvenikov ne ve o teh pojavih.
Na srečo nenehna opazovanja in izboljšani instrumenti vodijo k vsem vrstam odkritij, ki ponujajo možnosti za nova spoznanja. Na primer, ekipa astronomov z Nacionalnega observatorija za radio astronomijo (NRAO) in NASA je nedavno opazovala pulzar "topovsko kroglo", ki se je odvijal od supernove, ki naj bi ga ustvarila. Ta ugotovitev že ponuja vpogled v to, kako pulsarji lahko poberejo hitrost od supernove.
Pulsar, ki je označen kot PSR J0002 + 6216 (J0002), se nahaja približno 6.500 svetlobnih let od Zemlje. Prvotno so jo v letu 2017 odkrili državljani znanstveniki, ki so delali pri projektu, imenovanem [email protected], ki se zanaša na prostovoljce za analizo podatkov iz NASA Fermi Gamma-ray vesoljskega teleskopa (FGST). Ta projekt je bil doslej odgovoren za odkritje 23 pulzarjev.
Vendar je bilo prav to odkritje še posebej pomembno. Odkar so ga prvič odkrili, je ekipa pod vodstvom Frank Schinzel iz Nacionalnega observatorija za radio astronomijo (NRAO) opravila nadaljnja radijska opazovanja z uporabo zelo velikega niza Karla G. Janskyja (VLA) v Novi Mehiki. Ti so pokazali, da ima pulsar rep šokiranih delcev in magnetno energijo, ki sega 13 svetlobnih let za seboj.
Še bolj zanimivo je bilo dejstvo, da je ta rep kazal proti središču ostanka supernove, ki se nahaja 53 svetlobnih let za njim (CTB 1). Ta rep je bil posledica hitrega gibanja pulzarja skozi medzvezdni plin, kar je povzročilo udarne valove, ki proizvajajo magnetno energijo, in pospešili delce v svojem zavoju. Kot je pojasnil Shinzel v nedavnem sporočilu za NASA:
"Zahvaljujoč ozkemu pikčastemu repu in naključnemu vidnemu kotu lahko sledimo temu pulsarju naravnost do njegovega rojstnega kraja. Nadaljnja študija tega predmeta nam bo pomagala bolje razumeti, kako lahko te eksplozije 'nevtronske zvezde' potisnejo do tako visoke hitrosti. "
Glede na podatke Fermi je ekipa lahko izmerila, kako hitro in v katero smer se giblje pulsar. To je bilo doseženo s tehniko, imenovano "pulsar timing", kjer se za sledenje gibanja uporabljajo gama žarki, ki se pojavijo z vsakim vrtenjem pulsarja (v primeru J0002, 8,7-krat na sekundo).
Na podlagi tega je ekipa ugotovila, da J0002 potuje s hitrostjo približno 1125 km / s (700 mps) ali 4 milijone km / h (2,5 milijona mph). V preteklosti so znanstveniki opazovali pulzare, ki potujejo z veliko hitrostjo, vendar s povprečno hitrostjo, ki je bila približno petkrat počasnejša - 240 km / s (150 m / s). Kot je pojasnil Dale Frail (raziskovalec iz NRAO, ki je bil del skupine za odkrivanje):
"Eksplozivne naplavine v ostanku supernove so se prvotno širile hitreje od pulsarjevega gibanja. Toda naplavin je upočasnil svoje srečanje z obilnim materialom v medzvezdnem prostoru, zato ga je pulsar lahko dohitel in prehitel. "
Skupina je tudi ugotovila, da bi pulsar sčasoma dohitela razširjajočo se lupino, ki jo je ustvarila supernova. Sprva bi se razpadajoče naplavine supernove premaknile hitreje navzven kot J0002, a po približno 5000 tisoč letih je interakcija lupine z medzvezdnim plinom postopoma upočasnila. Do 10.000 let, kar astrologi vidijo zdaj, je bil pulsar zunaj lupine.
Medtem ko astronomi že dolgo vedo, da lahko pulsarji hitro popustijo zaradi eksplozij supernove, ki jih ustvarijo, še vedno ni jasno, kako se to zgodi. Možna razlaga je, da bi lahko nestabilnosti v zvezdi, ki se strinjajo, ustvarile gosto, počasi gibljivo območje snovi, ki je začelo nevtronsko zvezdo vleči naprej in jo postopoma pospeševati od središča eksplozije.
"Ta pulsar se premika dovolj hitro, da bo sčasoma ušel iz naše galaksije Mlečni pot," je dejal Frail. „Predlagani so številni mehanizmi za izdelavo udarca. Kar vidimo v PSR J0002 + 6216, podpira idejo, da so hidrodinamične nestabilnosti v eksploziji supernove odgovorne za veliko hitrost tega pulsara. "
V prihodnosti skupina načrtuje izvedbo dodatnih opazovanj z uporabo VLA, zelo dolge osnovne črte Nacionalne znanstvene fundacije (VLBA) in Nasinega rentgenskega observatorija Chandra. Ti nadaljnji ukrepi bodo upali, da bodo imeli več namigov, kako je ta pulsar nabral toliko hitrosti, kar bi lahko daleč rešilo nekaj skrivnosti, ki še vedno obkrožajo eksplozije supernov.
Te rezultate so pred kratkim delili na 17. zasedanju Visoke energetske astrofizike (HEAD) Ameriškega astronomskega društva, ki je potekalo od 17. do 21. marca v mestu Monterey v Kaliforniji. Prav tako so predmet študije, ki se pregleduje za objavo v zadnji številki z dne The Astrophysical Journal Letters.
