Chandra de la NASA captura Pulsar en una trampa de rayos X

Chandra de la NASA captura Pulsar en una trampa de rayos X
  • a[{” 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.

El remanente de supernova G292.0+1.8 contiene un púlsar que se mueve a más de un millón de millas por hora. Esta imagen contiene datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA (rojo, naranja, amarillo y azul), que se utilizó para hacer este descubrimiento. Los rayos X se combinan con una imagen óptica del Digitized Sky Survey, un estudio terrestre de todo el cielo.

Los púlsares giran rápido estrellas de neutrones Pueden formarse cuando las estrellas masivas se quedan sin combustible, colapsan y explotan. Estas explosiones a veces producen una «patada», lo que provocó que este púlsar corriera a través de los restos de la explosión de la supernova. El recuadro muestra una vista de primer plano de este púlsar en los rayos X de Chandra.

Para hacer este descubrimiento, los investigadores compararon imágenes de Chandra de G292.0+1.8 tomadas en 2006 y 2016. Un par de imágenes complementarias muestran la evolución de la posición del púlsar durante 10 años. El cambio de ubicación de la fuente es insignificante porque el púlsar está a unos 20.000 años luz de la Tierra, pero ha viajado unos 190.000 millones de kilómetros durante este tiempo. Los investigadores pudieron medir esto combinando imágenes de alta resolución de Chandra con tecnología precisa para verificar las coordenadas del púlsar y otras fuentes de rayos X utilizando posiciones precisas del satélite Gaia.

Sitios de Pulsar, 2006 y 2016. Crédito: X-ray: NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.

El equipo calculó que el púlsar se movía al menos a 1,4 millones de millas por hora desde el centro del remanente de supernova hasta la esquina inferior izquierda. Esta velocidad es aproximadamente un 30% más alta que la estimación anterior de la velocidad del púlsar, que se basó en un método indirecto, midiendo la distancia entre el púlsar y el centro de la explosión.

La velocidad recién determinada del púlsar sugiere que G292.0+1.8 y el púlsar podrían ser mucho más pequeños de lo que pensaban los astrónomos. Los investigadores estiman que G292.0+1.8 podría haber entrado en erupción hace unos 2000 años visto desde la Tierra, en lugar de hace 3000 años como se calculó anteriormente. Esta nueva estimación de edad para G292.0+1.8 se basa en la extrapolación de la ubicación del púlsar en el tiempo para que coincida con el epicentro de la explosión.

Muchas civilizaciones de todo el mundo estaban registrando explosiones de supernovas en ese momento, lo que abrió la posibilidad de observar directamente G292.0+1.8. Sin embargo, G292.0+1.8 está por debajo del horizonte para la mayoría de las civilizaciones del hemisferio norte que haya observado, y no hay ejemplos registrados de una supernova observada en el hemisferio sur en la dirección de G292.0+1.8.

Primer plano de G292+1.8

Una vista cercana del Chandra Imaging Center para el G292+ 1.8. La dirección de movimiento del púlsar (flecha) y la posición del centro de la explosión (óvalo verde) se indican según el movimiento de los escombros visto en los datos ópticos. La posición del púlsar se extrapoló hace 3000 años y el triángulo representa la incertidumbre del ángulo de inducción. La concordancia del sitio de inducción con el epicentro de la explosión da una edad de unos 2.000 años para el púlsar y G292+1,8. El centro de masa (intersección) de los elementos de rayos X detectados en los escombros (Si, S, Ar, Ca) está ubicado frente al centro del púlsar que explota en movimiento. La asimetría de los escombros en la esquina superior derecha de la explosión lanzó el púlsar hacia la esquina inferior izquierda, conservando el impulso. Crédito: Rayos X: NASA/CXC/SAO/L.Shi et al. ; Lente: Palomar DSS2

Además de descubrir más sobre la edad de G292.0+1.8, el equipo de investigación también estudió cómo la supernova púlsar obtuvo su poderoso impulso. Hay dos posibilidades principales, las cuales implican que la materia no es expulsada por la supernova de manera uniforme en todas las direcciones. Una posibilidad es que neutrinos La salida de la explosión se expulsa de la explosión de forma asimétrica, la otra es que los desechos producidos por la explosión se expulsan de forma asimétrica. Si la materia tuviera una orientación preferida, el púlsar sería empujado en la dirección opuesta debido a un principio físico llamado conservación del momento.

La cantidad de asimetría de neutrinos necesaria para explicar la alta velocidad en este último resultado sería extrema, lo que respaldaría la interpretación de que la asimetría en los restos de la explosión le dio un impulso al púlsar.

La energía transferida al púlsar por esta explosión fue enorme. Aunque el púlsar tiene solo unos 16 kilómetros de diámetro, tiene una masa 500.000 veces mayor que la de la Tierra y viaja 20 veces más rápido que la velocidad de la Tierra en órbita alrededor del sol.

El último trabajo de Xi Long y Paul Plucinksky (Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian) sobre G292.0+1.8 se presentó en la 240ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Pasadena, California. Los resultados también se discuten en un artículo aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal. Los otros autores del artículo son Daniel Patnaud y Terence Gaetz, ambos del Centro de Astrofísica.

Referencia: «Movimiento propio del púlsar J1124-5916 en el remanente de supernova galáctica G292.0+1.8» por Xi Long, Daniel J. Patnaude, Paul P. Plucinsky y Terrance J. Gaetz, aceptado, Diario astrofísico.
arXiv: 2205.07951

El Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsonian controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.

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