Tàn dư siêu tân tinh G292.0 + 1.8 chứa một sao xung di chuyển với tốc độ hơn 1 triệu dặm một giờ, như được thấy trong hình ảnh Chandra cùng với hình ảnh quang học từ Khảo sát Bầu trời Kỹ thuật số. Pulsar quay quanh quỹ đạo nhanh chóng xung quanh các sao neutron có thể hình thành khi các ngôi sao lớn hết nhiên liệu, sụp đổ và phát nổ. Những vụ nổ này đôi khi tạo ra một “cú hích”, khiến pulsar này chạy đua qua tàn tích của một vụ nổ siêu tân tinh. Các hình ảnh bổ sung cho thấy cận cảnh sao xung này trong tia X từ Chandra, nó được phát hiện vào năm 2006 và 2016 để đo tốc độ ấn tượng này. Các dấu thập đỏ trong mỗi bảng hiển thị vị trí của sao xung vào năm 2006. Nhà cung cấp hình ảnh: Tia X: NASA / CXC / SAO / L.Shi et al .; Quang học: Palomar DSS2

• một[{” attribute=””>pulsar is racing through the debris of an exploded star at a speed of over a million miles per hour.
• To measure this, researchers compared NASA Chandra X-ray Observatory images of G292.0+1.8 taken in 2006 and 2016.
• Pulsars can form when massive stars run out of fuel, collapse, and explode — leaving behind a rapidly spinning dense object.
• This result may help explain how some pulsars are accelerated to such remarkably high speeds.

Tàn dư siêu tân tinh G292.0 + 1.8 chứa một pulsar di chuyển với tốc độ hơn một triệu dặm một giờ. Hình ảnh này chứa dữ liệu từ Đài quan sát tia X Chandra của NASA (đỏ, cam, vàng và xanh lam), được sử dụng để thực hiện khám phá này. Tia X được kết hợp với một hình ảnh quang học từ Khảo sát Bầu trời Số hóa, một cuộc khảo sát trên mặt đất về toàn bộ bầu trời.

Pulsars quay nhanh sao neutron Chúng có thể hình thành khi các ngôi sao lớn hết nhiên liệu, sụp đổ và phát nổ. Những vụ nổ này đôi khi tạo ra một “cú hích”, đó là điều thúc đẩy sao xung này chạy đua qua tàn tích của vụ nổ siêu tân tinh. Hình trong cho thấy một cái nhìn cận cảnh của sao xung này trong tia X từ Chandra.

Để đưa ra phát hiện này, các nhà nghiên cứu đã so sánh các hình ảnh Chandra của G292.0 + 1.8 được chụp vào năm 2006 và 2016. Một cặp hình ảnh bổ sung cho thấy sự thay đổi vị trí của pulsar trong 10 năm. Sự dịch chuyển vị trí nguồn là không đáng kể vì sao xung ở cách Trái đất khoảng 20.000 năm ánh sáng, nhưng nó đã di chuyển khoảng 120 tỷ dặm (190 tỷ km) trong thời kỳ này. Các nhà nghiên cứu có thể đo lường điều này bằng cách kết hợp hình ảnh Chandra có độ phân giải cao với công nghệ chính xác để xác minh tọa độ của pulsar và các nguồn tia X khác bằng cách sử dụng các vị trí chính xác từ vệ tinh Gaia.

Các trang web Pulsar, 2006 và 2016. Nhà cung cấp hình ảnh: Tia X: NASA / CXC / SAO / L.Shi et al.

Nhóm nghiên cứu tính toán rằng sao xung đang di chuyển ít nhất 1,4 triệu dặm một giờ từ tâm tàn dư siêu tân tinh về phía dưới bên trái. Tốc độ này cao hơn khoảng 30% so với ước tính trước đó về vận tốc của sao xung được dựa trên phương pháp gián tiếp, bằng cách đo khoảng cách của sao xung từ tâm vụ nổ.

Vận tốc mới được xác định của pulsar cho thấy G292.0 + 1.8 và pulsar có thể nhỏ hơn nhiều so với các nhà thiên văn học trước đây nghĩ. Các nhà nghiên cứu ước tính rằng G292.0 + 1.8 có thể đã phun trào khoảng 2.000 năm trước khi nhìn thấy từ Trái đất, thay vì 3.000 năm trước như tính toán trước đây. Ước tính mới này về tuổi của G292.0 + 1.8 dựa trên việc ngoại suy vị trí của sao xung trở lại thời gian trùng với tâm chấn của vụ nổ.

Nhiều nền văn minh trên thế giới đang ghi lại các vụ nổ siêu tân tinh vào thời điểm đó, mở ra khả năng quan sát trực tiếp G292.0 + 1.8. Tuy nhiên, G292.0 + 1.8 nằm dưới đường chân trời đối với hầu hết các nền văn minh Bắc bán cầu mà bạn có thể đã quan sát và không có ví dụ nào được ghi lại về việc một siêu tân tinh đang được quan sát ở Nam bán cầu theo hướng G292.0 + 1.8.

Cận cảnh trung tâm hình ảnh của Chandra cho G292 + 1.8. Hướng chuyển động của pulsar (mũi tên) và vị trí của tâm vụ nổ (hình bầu dục màu xanh lá cây) được hiển thị dựa trên chuyển động của các mảnh vỡ được nhìn thấy trong dữ liệu quang học. Vị trí của pulsar đã được ngoại suy cách đây 3.000 năm, và hình tam giác mô tả sự không chắc chắn trong góc cảm ứng. Thoả thuận về vị trí cảm ứng với tâm của vụ nổ cho thấy tuổi của pulsar và G292 + 1,8 là xấp xỉ 2.000 năm. Tâm khối lượng (giao điểm) của các phần tử tia X được phát hiện trong mảnh vỡ (Si, S, Ar, Ca) nằm đối diện với tâm vụ nổ so với pulsar đang chuyển động. Sự bất đối xứng trong mảnh vỡ ở phía trên bên phải của vụ nổ đã đá pulsar về phía dưới bên trái, bằng cách bảo toàn động lượng. Nhà cung cấp hình ảnh: Tia X: NASA / CXC / SAO / L.Shi và các cộng sự; Quang học: Palomar DSS2

Ngoài việc tìm hiểu thêm về tuổi của G292.0 + 1.8, nhóm nghiên cứu cũng nghiên cứu cách siêu tân tinh của pulsar tạo ra cú đá mạnh mẽ. Có hai khả năng chính, cả hai đều liên quan đến việc vật chất không bị siêu tân tinh đẩy ra đồng đều theo mọi hướng. Một khả năng là neutrino Đầu ra trong vụ nổ được đẩy ra từ vụ nổ một cách không đối xứng, thứ khác là các mảnh vỡ do vụ nổ tạo ra được đẩy ra theo một cách không đối xứng. Nếu vật chất có hướng ưu tiên, pulsar sẽ bị đẩy theo hướng ngược lại do nguyên lý vật lý gọi là bảo toàn động lượng.

Lượng neutrino bất đối xứng cần thiết để giải thích vận tốc cao trong kết quả cuối cùng này sẽ là cực đoan, hỗ trợ cho việc giải thích rằng sự bất đối xứng trong mảnh vỡ của vụ nổ đã tạo ra cú hích cho pulsar.

Năng lượng truyền tới pulsar từ vụ nổ này là rất lớn. Mặc dù pulsar chỉ có đường kính khoảng 10 dặm, pulsar có khối lượng gấp 500.000 lần Trái đất và nó di chuyển nhanh hơn 20 lần so với tốc độ của Trái đất quay quanh mặt trời.

Công trình mới nhất của Xi Long và Paul Plucinksky (Trung tâm Vật lý Thiên văn | Harvard & Smithsonian) trên G292.0 + 1.8 đã được trình bày tại Cuộc họp lần thứ 240 của Hiệp hội Thiên văn Hoa Kỳ ở Pasadena, California. Các kết quả cũng được thảo luận trong một bài báo được chấp nhận đăng trên Tạp chí Vật lý Thiên văn. Các tác giả khác của bài báo là Daniel Patnaud và Terence Gaetz, cả hai đều đến từ Trung tâm Vật lý Thiên văn.

Tham khảo: “Chuyển động thích hợp của pulsar J1124-5916 trong tàn dư siêu tân tinh G292.0 + 1.8” của Xi Long, Daniel J. Patnaude, Paul P. Plucinsky và Terrance J. Gaetz, Accepted, Tạp chí Vật lý thiên văn.
arXiv: 2205.07951

Trung tâm Chuyến bay Không gian Marshall của NASA quản lý chương trình Chandra. Trung tâm Tia X Chandra của Đài quan sát Vật lý Thiên văn Smithsonian kiểm soát các hoạt động khoa học từ Cambridge, Massachusetts và các hoạt động bay từ Burlington, Massachusetts.