Когато една звезда изтощи ядреното си гориво към края на живота си, тя претърпява гравитационен срив и хвърля външните си слоеве. Това води до великолепна експлозия, известна като свръхнова, която може да доведе до създаването на черна дупка, пулсар или бяло джудже. И въпреки десетилетия наблюдения и изследвания, все още много учени не знаят за тези явления.
За щастие, текущите наблюдения и подобрените инструменти водят до всякакви открития, които предлагат шансове за нови прозрения. Например, екип от астрономи от Националната обсерватория за радиоастрономия (НАРО) и НАСА наскоро наблюдаваха пулсар „канонична топка“, който се ускорява от свръхновата, за която се смята, че го е създала. Тази находка вече дава представа как пулсарите могат да наберат скорост от свръхнова.
Пулсарът, който е обозначен PSR J0002 + 6216 (J0002), се намира на около 6 500 светлинни години от Земята. Първоначално е открита през 2017 г. от граждански учени, работещи за проект, наречен [имейл защитена], който разчита на доброволците да анализират данни от космическия телескоп на ФАСТ на НАСА Ферми (FGST). Този проект е отговорен за откриването на 23 пулсара досега.
Именно това особено откритие беше особено важно. Откакто е открит за пръв път, екип, ръководен от Франк Шинзел от Националната радиоастрономическа обсерватория (NRAO), провежда последващи радио наблюдения, използвайки много големия масив на Карл Г. Янски (VLA) в Ню Мексико. Те показаха, че пулсарът има опашка от шокирани частици и магнитна енергия, която удължава 13 светлинни години зад него.
Още по-интересен беше фактът, че тази опашка сочи към центъра на остатък от свръхнова, разположен на 53 светлинни години зад нея (CTB 1). Тази опашка е резултат от бързото движение на пулсара през междузвездния газ, което води до ударни вълни, които произвеждат магнитна енергия и ускоряват частиците след себе си. Както обясни Шинзел в неотдавнашна прессъобщение на НАСА:
„Благодарение на тесната си опашка, наподобяваща стрела, и ъгловия зрителски ъгъл, можем да проследим този пулсар направо до родното му място. По-нататъшното проучване на този обект ще ни помогне по-добре да разберем как тези експлозии са в състояние да „изритат“ неутронни звезди до такава висока скорост. “
Разчитайки на данните на Ферми, екипът успя да измери колко бързо и в каква посока се движи пулсарът. Това беше постигнато чрез техника, известна като „пулсарно време“, при която гама-лъчи, които се появяват при всяко въртене на пулсара (в случая J0002, 8,7 пъти в секунда), се използват за проследяване на движението.
От това екипът определи, че J0002 пътува със скорост от около 1125 km / s (700 mps) или 4 милиона km / h (2,5 милиона mph). В миналото учените са наблюдавали пулсари, пътуващи с висока скорост, но със средна скорост, която е била около пет пъти по-бавна - 240 km / s (150 mps). Както обясни Дейл Фрейл (изследовател от НАПО, който беше част от екипа за откриване):
„Експлозивните остатъци в остатъците от свръхновата първоначално се разширяват по-бързо от движението на пулсара. Отломките обаче бяха забавени от срещата си с дебелия материал в междузвездното пространство, така че пулсарът успя да го настигне и изпревари. "
Екипът също определи, че пулсарът в крайна сметка щеше да настигне разширяващата се черупка, създадена от свръхновата. Отначало разширяващите се отломки на свръхновата щяха да се придвижат навън по-бързо от J0002, но след около 5000 хиляди години взаимодействието на черупката с междузвезден газ постепенно я забавя. Към 10 000 години, което виждат астрономите сега, пулсарът е бил доста извън черупката.
Докато астрономите отдавна знаят, че пулсарите могат да получат ритъм в скоростта от експлозиите на свръхновите, които ги създават, не остава ясно как се случва това. Възможно обяснение е, че нестабилностите в сриващата се звезда биха могли да създадат плътен, бавно движещ се участък от материя, който започна да дърпа неутронната звезда заедно, постепенно да я ускорява от центъра на експлозията.
„Този пулсар се движи достатъчно бързо, че в крайна сметка ще избяга от нашата Галактика на Млечния път“, каза Фрайл. „Предложени са множество механизми за производство на ритник. Това, което виждаме в PSR J0002 + 6216, подкрепя идеята, че хидродинамичните нестабилности при експлозията на свръхнова са отговорни за високата скорост на този пулсар. "
В бъдеще екипът планира да проведе допълнителни наблюдения, използвайки VLA, много дълъг изходен масив от Националната фондация за наука (VLBA) и рентгеновата обсерватория Чандра на НАСА. Тези последващи действия ще се надяват повече улики за това как този пулсар набра толкова голяма скорост, което би могло да измине дълъг път към разрешаването на част от мистерията, която все още заобикаля експлозии на свръхнови.
Тези резултати бяха споделени наскоро по време на 17-ата среща на високоенергийната астрофизична дивизия (HEAD) на Американското астрономическо дружество, която се проведе от 17 до 21 март в Монтерей, Калифорния. Те също са обект на проучване, което се преглежда за публикуване в последния брой на Астрофизичните списания.
