Chandra della NASA cattura una pulsar in un flash a raggi X

Le pulsar girano velocemente stelle di neutroni Possono formarsi quando le stelle massicce esauriscono il carburante, collassano ed esplodono. Queste esplosioni a volte producono un “calcio” che fa correre una pulsar attraverso i resti di un’esplosione di supernova. Il riquadro mostra un primo piano di questa pulsar nei raggi X di Chandra.

Per fare questa scoperta, i ricercatori hanno confrontato le immagini Chandra di G292.0 + 1.8 scattate nel 2006 e nel 2016. Un paio di immagini complementari mostrano il cambiamento nella posizione della pulsar nel corso di 10 anni. Il cambio di posizione della sorgente è trascurabile perché la pulsar è a circa 20.000 anni luce dalla Terra, ma durante questo periodo ha viaggiato per circa 120 miliardi di miglia (190 miliardi di km). I ricercatori sono stati in grado di misurarlo combinando immagini Chandra ad alta risoluzione con la microtecnologia per verificare le coordinate della pulsar e di altre sorgenti di raggi X utilizzando posizioni precise dal satellite Gaia.

Il team ha calcolato che la pulsar si stava muovendo ad almeno 1,4 milioni di miglia orarie dal centro del residuo di supernova in basso a sinistra. Questa velocità è circa il 30% superiore alla precedente stima della velocità della pulsar, basata su un metodo indiretto, misurando la distanza della pulsar dal centro dell’esplosione.

La velocità appena determinata della pulsar suggerisce che G292.0 + 1.8 e la pulsar potrebbero essere molto più piccole di quanto gli astronomi pensassero in precedenza. I ricercatori stimano che G292.0 + 1.8 potrebbe essere eruttato circa 2.000 anni fa, come visto dalla Terra, piuttosto che 3.000 anni fa come calcolato in precedenza. Questa nuova stima dell’età di G292.0 + 1.8 si basa sull’estrapolazione della posizione della pulsar nel tempo che coincide con il centro dell’esplosione.

Molte civiltà in tutto il mondo registrarono esplosioni di supernova in quel momento, aprendo la possibilità di osservazione diretta di G292.0 + 1.8. Tuttavia, G292.0 + 1.8 è al di sotto dell’orizzonte per la maggior parte delle civiltà nell’emisfero settentrionale che ho osservato, e non ci sono esempi registrati di una supernova osservata nell’emisfero meridionale verso G292.0 + 1.8.

Primo piano del centro immagine Chandra del G292 + 1.8. La direzione del movimento della pulsar (freccia) e la posizione del centro dell’esplosione (ovale verde) sono mostrate in base al movimento dei detriti visto nei dati ottici. La posizione della pulsar è stata estrapolata 3000 anni fa e il triangolo rappresenta l’incertezza nell’angolo di induzione. La somiglianza del sito dell’induzione con l’epicentro dell’esplosione dà un’età di circa 2.000 anni per la pulsar e G292 + 1,8. Il baricentro (giunzione) degli elementi a raggi X rilevati nei detriti (Si, S, Ar, Ca) si trova di fronte al centro dell’esplosione di una pulsar in movimento. L’asimmetria nei detriti nell’angolo in alto a destra dell’esplosione ha spinto la pulsar in basso a sinistra, mantenendo lo slancio. Credito: raggi X: NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.; Ottica: Palomar DSS2

Oltre a saperne di più sull’età di G292.0 + 1.8, il team di ricerca ha anche studiato il modo in cui la supernova della pulsar ha dato la sua potente spinta. Ci sono due possibilità principali, entrambe indicano che il materiale non è stato espulso in modo uniforme in tutte le direzioni dalla supernova. Una possibilità è quella neutrini L’esplosione emessa dall’esplosione viene espulsa in modo asimmetrico, l’altro è che i detriti dell’esplosione vengono espulsi in modo asimmetrico. Se la materia avesse un orientamento preferito, la pulsar verrebbe spinta nella direzione opposta a causa di un principio fisico chiamato conservazione della quantità di moto.

La quantità di asimmetria dei neutrini necessaria per tenere conto dell’elevata velocità in quest’ultimo risultato sarebbe estrema, supportando l’interpretazione che l’asimmetria nei detriti dell’esplosione abbia dato il suo calcio alla pulsar.

L’energia trasferita alla pulsar da questa esplosione è stata enorme. Sebbene la pulsar abbia solo circa 10 miglia di diametro, la pulsar ha una massa di 500.000 volte la massa della Terra e viaggia 20 volte più veloce della Terra in orbita attorno al Sole.

L’ultimo lavoro di Xi Long e Paul Plucinksky (Astrophysics Center | Harvard & Smithsonian) su G292.0 + 1.8 è stato presentato al 240° Meeting dell’American Astronomical Society a Pasadena, in California. I risultati sono discussi anche in un documento accettato per la pubblicazione su The Astrophysical Journal. Gli altri autori dell’articolo sono Daniel Patno e Terence Gaetz, entrambi lavorano al Center for Astrophysics.

Riferimento: “Correct motion of pulsar J1124-5916 in the galactic supernova remnant G292.0 + 1.8” di Xi Long, Daniel J. Patnaude, Paul P. Plucinsky e Terrance J. Gaetz, Accepted, Giornale astrofisico†
arXiv: 2205.07951

Il Marshall Space Flight Center della NASA gestisce il programma Chandra. Il Chandra X-ray Center presso lo Smithsonian Astrophysical Observatory controlla le operazioni scientifiche da Cambridge, Massachusetts, e le operazioni di volo da Burlington, Massachusetts.