Kun tähti tyhjentää ydinpolttoaineensa elinkaarensa loppua kohti, se kokee painovoiman romahduksen ja levittää sen ulkokerrokset. Tämä johtaa upeaan supernoova-räjähdykseen, joka voi johtaa mustan aukon, pulsarin tai valkoisen kääpiön syntymiseen. Ja vuosikymmenien havainnoista ja tutkimuksista huolimatta on vielä paljon tutkijoita, jotka eivät tiedä tästä ilmiöstä.
Onneksi jatkuvat havainnot ja parannetut instrumentit johtavat kaikenlaisiin löytöihin, jotka tarjoavat mahdollisuuksia uusille oivalluksille. Esimerkiksi ryhmä tähtitieteilijöitä National Radio Astronomy Observatory (NRAO): n ja NASA: n kanssa havaitsi äskettäin "tykkipallo" -sarjan, joka nopeutti pois supernoovasta, jonka uskotaan luoneen. Tämä löytö tarjoaa jo käsityksen siitä, kuinka pulsaarit voivat noutaa nopeutta supernoovasta.
Pulsaari, joka on nimeltään PSR J0002 + 6216 (J0002), sijaitsee noin 6500 valovuoden päässä maasta. Sen alun perin löysivät vuonna 2017 kansalaisten tutkijat, jotka työskentelevät nimeltä [email suojattu], joka luottaa vapaaehtoisiin analysoimaan NASA Fermi Gamma-ray -teleskoopin (FGST) tietoja. Tämä projekti on toistaiseksi ollut vastuussa 23 pulsarin löytämisestä.
Juuri tämä erityinen löytö oli kuitenkin erityisen merkittävä. Kansallisen radioastronomian seurantakeskuksen (NRAO) Frank Schinzelin johdolla suoritettu ryhmä suoritti seurannan radiohavainnoista käyttämällä Karl G. Jansky erittäin suurta ryhmää (VLA) Uudessa Meksikossa. Nämä osoittivat, että pulsarissa oli häntä järkyttyneistä hiukkasista ja magneettisesta energiasta, joka jatkui sen takana 13 valovuotta.
Vielä mielenkiintoisempaa oli se, että tämä häntä osoitti kohti supernovan jäännöksen keskustaa, joka sijaitsi 53 valovuotta sen takana (CTB 1). Tämä häntä oli seurausta pulsaarin nopeasta liikkeestä tähtienvälisen kaasun läpi, mikä johti iskuaaltoihin, jotka tuottavat magneettista energiaa ja kiihtyneitä hiukkasia sen seurauksena. Kuten Shinzel selitti äskettäisessä NASA: n lehdistötiedotteessa:
“Kapean tikanmaisen pyrstön ja arvokkaan katselukulman ansiosta voimme jäljittää tämän pulsarin suoraan takaisin syntymäpaikkaansa. Tämän kohteen jatkotutkimus auttaa meitä ymmärtämään paremmin, kuinka nämä räjähdykset kykenevät ”potkaisemaan” neutronitähtiä niin suurelle nopeudelle. ”
Fermin tietojen perusteella ryhmä pystyi mittaamaan kuinka nopeasti ja mihin suuntaan pulsar liikkui. Tämä toteutettiin tekniikalla, joka tunnetaan nimellä “pulsaariajoitus”, jossa gammasäteilyä, joka esiintyy jokaisella pulssarin kierroksella (J0002: n tapauksessa 8,7 kertaa sekunnissa), käytetään liikkeen seuraamiseen.
Tästä lähtien joukkue päätti, että J0002 ajoi nopeudella noin 1125 km / s (700 mps) tai 4 miljoonaa km / h (2,5 miljoonaa mph). Aikaisemmin tutkijat ovat havainneet pulsareita kulkevan suurilla nopeuksilla, mutta keskimääräisellä nopeudella, joka oli noin viisi kertaa hitaampi - 240 km / s (150 mps). Kuten Dale Frail (tutkija NRAO: sta, joka oli osa löytöryhmää) selitti:
”Supernovajäännöksen räjähdysjätteet laajenivat alun perin nopeammin kuin pulsarin liike. Roskaa hidasti kuitenkin sen kohtaaminen taipuvaan materiaalin kanssa tähtienvälisessä tilassa, joten pulsar pystyi kiinni ja ohittamaan sen. ”
Ryhmä päätti myös, että pulsar olisi lopulta kiinni supernovan luomasta laajenevasta kuoresta. Aluksi supernoovan laajeneva roska olisi siirtynyt ulospäin nopeammin kuin J0002, mutta noin 5000 tuhannen vuoden kuluttua kuoren vuorovaikutus tähteiden välisen kaasun kanssa hidastui vähitellen. 10 000 vuoteen mennessä, mitä tähtitieteilijät näkevät nyt, pulsar oli kaukana kuoren ulkopuolella.
Vaikka tähtitieteilijät ovat jo kauan tiedneet, että pulsaattorit voivat saada nopean potkun heitä synnyttävistä supernoova-räjähdyksistä, he ovat edelleen epäselviä, miten tämä tapahtuu. Mahdollinen selitys on, että romahtavan tähden epävakaudet olisivat voineet tuottaa tiheän, hitaasti liikkuvan ainealueen, joka alkoi vetää neutronitähteä pitkin, kiihdyttäen sitä vähitellen räjähdyksen keskustasta.
"Tämä pulsaari liikkuu niin nopeasti, että lopulta paeta Linnunradan galaksistamme", Frail sanoi. ”Lukuisia mekanismeja potkujen tuottamiseksi on ehdotettu. Se, mitä näemme julkaisussa PSR J0002 + 6216, tukee ajatusta, että supernoova-räjähdyksen hydrodynaamiset epävakaudet ovat vastuussa tämän pulssorin suuresta nopeudesta. "
Tulevaisuuteen ryhmä aikoo suorittaa lisähavaintoja käyttämällä VLA: ta, National Science Foundationin erittäin pitkää perusjoukkoa (VLBA) ja NASA: n Chandran röntgenvalvontakeskusta. Nämä seurannat antavat toivottavasti lisää johtolankoja siitä, kuinka tämä pulsaari nousi niin suurella nopeudella, mikä voi viedä pitkän matkan ratkaisemalla osa mysteeristä, joka edelleen ympäröi supernovien räjähdyksiä.
Nämä tulokset jaettiin äskettäin American Astronomical Society -järjestön 17. korkean energian astrofysiikan osaston (HEAD) kokouksessa, joka pidettiin 17.-21. Maaliskuuta Montereyn, Kaliforniassa. Niistä tehdään myös tutkimus, jota tarkistetaan julkaistavaksi viimeisimmässä lehdessä The Astrophysical Journal Letters.
