Kada zvijezda iscrpi svoje nuklearno gorivo pred kraj svog životnog vijeka, ona prolazi kroz gravitacijski kolaps i odbacuje svoje vanjske slojeve. To rezultira veličanstvenom eksplozijom poznatom kao supernova, koja može dovesti do stvaranja crne rupe, pulsara ili bijelog patuljka. I unatoč desetljećima promatranja i istraživanja, još uvijek postoji mnogo toga što znanstvenici ne znaju o ovom fenomenu.
Srećom, stalna promatranja i poboljšani instrumenti dovode do svih vrsta otkrića koja nude priliku za nove uvide. Na primjer, tim astronoma s Nacionalni radioastronomski opservatorij (NRAO) i NASA su nedavno primijetili a Preša 'Cannonball'. jureći od supernove za koju se vjeruje da ju je stvorila. Ovo otkriće već daje uvid u to kako pulsari mogu povećati brzinu od supernove.
Pulsar, koji je označen kao PSR J0002+6216 (J0002), nalazi se oko 6.500 svjetlosnih godina od Zemlje. Izvorno su ga otkrili 2017. znanstvenici građani koji su radili na projektu pod nazivom [e-mail zaštićen] , koji se oslanja na volontere za analizu podataka iz NASA Fermi svemirski teleskop gama zraka (FGST). Ovaj je projekt zaslužan za dosadašnja otkrića 23 pulsara.
Međutim, upravo je ovo otkriće bilo posebno značajno. Otkako je prvi put otkriven, tim predvođen Frankom Schinzelom iz Nacionalni radioastronomski opservatorij (NRAO) proveo je naknadna radijska promatranja koristeći Karl G. Jansky Vrlo veliki niz (VLA) u Novom Meksiku. Oni su pokazali da pulsar ima rep od šokiranih čestica i magnetske energije koja se proteže 13 svjetlosnih godina iza njega.
Još je zanimljivija bila činjenica da je ovaj rep bio usmjeren prema središtu ostatka supernove koji se nalazi 53 svjetlosne godine iza njega (CTB 1). Ovaj rep je bio rezultat brzog kretanja pulsara kroz međuzvjezdani plin, što je rezultiralo udarnim valovima koji proizvode magnetsku energiju i ubrzane čestice nakon njega. Kao što je Shinzel objasnio u nedavnoj NASA-i priopćenje za javnost :
“Zahvaljujući njegovom uskom repu nalik na strelicu i slučajnom kutu gledanja, ovaj pulsar možemo pratiti ravno do njegovog rodnog mjesta. Daljnje proučavanje ovog objekta pomoći će nam bolje razumjeti kako ove eksplozije mogu 'udarati' neutronske zvijezde do tako velike brzine.'
Oslanjajući se na Fermijeve podatke, tim je mogao izmjeriti koliko se brzo i u kojem smjeru pulsar kretao. To je postignuto tehnikom poznatom kao 'pulsarno vrijeme', gdje se bljeskovi gama zraka koji se javljaju pri svakoj rotaciji pulsara (u slučaju J0002, 8,7 puta u sekundi) koriste za praćenje kretanja.
Iz ovoga je tim utvrdio da se J0002 kretao brzinom od oko 1125 km/s (700 mps) ili 4 milijuna km/h (2,5 milijuna mph). U prošlosti su znanstvenici promatrali pulsare koji putuju velikom brzinom, ali prosječnom brzinom koja je bila oko pet puta sporija - 240 km/s (150 mps). Kao Dale Frail (istraživač iz NRAO-a koji je bio dio istraživačkog tima) objasnio :
“Olomci eksplozije u ostatku supernove izvorno su se širili brže od kretanja pulsara. Međutim, krhotine su bile usporene zbog susreta s tankim materijalom u međuzvjezdanom prostoru, pa ga je pulsar uspio sustići i prestići.”
Tim je također utvrdio da bi pulsar na kraju sustigao ljusku koja se širila koju je stvorila supernova. U početku bi se krhotine supernove koje se šire kretale prema van brže od J0002, ali nakon otprilike 5000 tisuća godina interakcija ljuske s međuzvjezdanim plinom postupno ju je usporila. Do 10.000 godina, što astronomi sada vide, pulsar je bio daleko izvan ljuske.
Iako astronomi već dugo znaju da pulsari mogu povećati brzinu od eksplozija supernove koje ih stvaraju, ostaje im nejasno kako se to događa. Moguće objašnjenje je da su nestabilnosti u zvijezdi u kolapsu mogle proizvesti gustu, sporo pokretnu regiju materije koja je počela povlačiti neutronsku zvijezdu, postupno je ubrzavajući dalje od središta eksplozije.
CTB 1, ovdje se vidi u dubokoj ekspoziciji koja naglašava vidljivu svjetlost iz plinovitog vodika. Zasluge i ©: Scott Rosen/NASA/GSFC
“Ovaj pulsar se kreće dovoljno brzo da će na kraju pobjeći našoj galaksiji Mliječni put”, rekao je Frail. “Predloženi su brojni mehanizmi za proizvodnju udarca. Ono što vidimo u PSR J0002+6216 podržava ideju da su hidrodinamičke nestabilnosti u eksploziji supernove odgovorne za veliku brzinu ovog pulsara.”
Gledajući unaprijed, tim planira provesti dodatna promatranja pomoću VLA, Nacionalne znanstvene zaklade Vrlo dugi osnovni niz (VLBA) i NASA-in rendgenski opservatorij Chandra . Nadamo se da će ova praćenja pružiti više naznaka o tome kako je ovaj pulsar postigao toliku brzinu, što bi moglo uvelike pomoći u rješavanju neke od misterija koji još uvijek okružuje eksplozije supernova.
Ovi rezultati su nedavno podijeljeni na 17. odjel za astrofiziku visoke energije (HEAD) sastanak Američkog astronomskog društva, koji je održan od 17. do 21. ožujka u Montereyu u Kaliforniji. Oni su također predmet studije koja je u recenziji za objavljivanje u najnovijem broju časopisaThe Astrophysical Journal Letters.