Коли зірка вичерпує ядерне паливо до кінця свого життя, вона зазнає гравітаційного колапсу і скидає свої зовнішні шари. Це призводить до чудового вибуху, відомого як наднова, який може призвести до створення чорної діри, пульсара або білого карлика. І незважаючи на десятиліття спостережень і досліджень, все ще багато вчених не знають про ці явища.
На щастя, постійні спостереження та вдосконалені інструменти призводять до всіляких відкриттів, які відкривають шанси на нові уявлення. Наприклад, команда астрономів з Національної обсерваторії радіоастрономії (НАРО) та НАСА нещодавно спостерігали пульсар «гарматний кульок», який рухався далеко від наднової, яка, як вважають, його створила. Ця знахідка вже дає зрозуміти, як пульсари можуть набирати швидкість у наднової.
Пульсар, який позначений PSR J0002 + 6216 (J0002), розташований приблизно від 6500 світлових років від Землі. Він був спочатку відкритий в 2017 році громадянськими вченими, які працювали над проектом під назвою [захищений електронною поштою], який покладається на волонтерів для аналізу даних з космічного телескопа Фермі NASA Fermi (FGST). Цей проект відповідав за відкриття 23 пульсарів до цього часу.
Однак саме це відкриття було особливо значущим. З того часу, як це було вперше виявлено, команда під керівництвом Франка Шинзеля з Національної обсерваторії радіоастрономії (NRAO) проводила подальші радіоспостереження, використовуючи дуже великий масив Карла Г. Янського у штаті Нью-Мексико. Вони показали, що пульсар мав хвіст шокованих частинок і магнітну енергію, яка тривала 13 світлових років за ним.
Ще цікавіше було те, що цей хвіст вказував на центр залишку наднової, розташованого за ним 53 світлових років (CTB 1). Цей хвіст був результатом швидкого руху пульсара через міжзоряний газ, що призвело до ударних хвиль, що виробляють магнітну енергію та прискорених частинок. Як пояснив Шінзель у недавньому прес-релізі NASA:
«Завдяки вузькому дротяному хвосту та випадковому куту огляду ми можемо простежити цей пульсар прямо до його батьківщини. Подальше вивчення цього об’єкта допоможе нам краще зрозуміти, наскільки ці вибухи здатні «вигнати» нейтронні зірки до такої високої швидкості ».
Спираючись на дані Фермі, команда змогла виміряти, наскільки швидко і в якому напрямку рухався пульсар. Це було досягнуто за допомогою методики, відомої як «пульсарний синхронізація», де для відстеження руху використовуються гамма-спалахи, що виникають при кожному обертанні пульсара (у випадку J0002 8,7 рази в секунду).
Виходячи з цього, команда визначила, що J0002 рухався зі швидкістю близько 1125 км / с (700 м / с) або 4 мільйонів км / год (2,5 мільйона миль / год). У минулому вчені спостерігали пульсари, що рухаються з великою швидкістю, але із середньою швидкістю, яка була приблизно в п’ять разів повільнішою - 240 км / с (150 м / с). Як пояснив Дейл Фрейл (дослідник з NRAO, який був частиною групи виявлення):
"Вибухові уламки в залишку наднови спочатку розширювалися швидше, ніж рух пульсара. Однак уламки сповільнилися зіткненням з неміцним матеріалом у міжзоряному просторі, тому пульсар зміг наздогнати його і наздогнати ».
Команда також визначила, що пульсар врешті-решт наздогнав би розширювальну оболонку, створену надновою. Спочатку уламки наднової сверхнової тканини рухалися б назовні швидше, ніж J0002, але приблизно через 5000 тисяч років взаємодія оболонки з міжзоряним газом поступово сповільнило її. До 10000 років, що зараз бачать астрономи, пульсар уже знаходився поза оболонкою.
Хоча астрономи давно знають, що пульсари можуть отримати удар у швидкість від вибухів наднови, які їх створюють, їм залишається незрозумілим, як це відбувається. Можливе пояснення полягає в тому, що нестабільності в зірці, що падає, могли б створити щільну, повільно рухається область речовини, яка почала тягнути нейтронну зірку вздовж, поступово прискорюючи її від центру вибуху.
"Цей пульсар рухається досить швидко, щоб врешті-решт уникнути нашої Галактики Чумацького Шляху", - сказав Фрейл. «Запропоновано численні механізми для отримання удару. Те, що ми бачимо в PSR J0002 + 6216, підтримує думку про те, що гідродинамічні нестабільності при вибуху наднової є причиною високої швидкості цього пульсару. "
Забігаючи наперед, команда планує провести додаткові спостереження за допомогою VLA, дуже довгого базового масиву Національного наукового фонду (VLBA) та рентгенівської обсерваторії Чандри NASA. Ці сподівання, сподіваємось, дадуть більше підказок щодо того, як цей пульсар набрав стільки швидкості, що може пройти довгий шлях до розгадки деяких таємниць, які все ще оточують вибухи наднових.
Ці результати були нещодавно поділені на 17-му засіданні Астрофізичного відділу високої енергії (HEAD) Американського астрономічного товариства, яке проходило з 17 по 21 березня в Монтерей, Каліфорнія. Вони також є предметом дослідження, яке розглядається для публікації в останньому номері газети Листи до астрофізичного журналу.
