Credito:raggi X:NASA/CXC/SAO/L. Xi et al.; Ottica:Palomar DSS2
Una giovane pulsar sta attraversando la Via Lattea a una velocità di oltre un milione di miglia orarie. Questo speedster stellare, osservato dall'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA, è uno degli oggetti più veloci del suo genere mai visti. Questo risultato insegna agli astronomi di più su come alcune delle stelle più grandi mettono fine alla loro vita.
Le pulsar sono stelle di neutroni in rapida rotazione che si formano quando alcune stelle massicce esauriscono il carburante, collassano ed esplodono. Questa pulsar sta correndo attraverso i resti dell'esplosione di supernova che l'ha creata, chiamata G292.0+1.8, situata a circa 20.000 anni luce dalla Terra.
"Abbiamo visto direttamente il movimento della pulsar nei raggi X, qualcosa che potevamo fare solo con la visione molto nitida di Chandra", ha affermato Xi Long del Center for Astrophysics | Harvard &Smithsonian (CfA), che ha condotto lo studio. "Dato che è così distante, abbiamo dovuto misurare l'equivalente della larghezza di un quarto a circa 15 miglia di distanza per vedere questo movimento."
Per fare questa scoperta, i ricercatori hanno confrontato le immagini Chandra di G292.0+1.8 scattate nel 2006 e nel 2016. Dal cambiamento di posizione della pulsar nell'arco di 10 anni, hanno calcolato che si sta muovendo di almeno 1,4 milioni di miglia orarie da il centro del resto della supernova in basso a sinistra. Questa velocità è circa il 30% superiore a una precedente stima della velocità della pulsar basata su un metodo indiretto, misurando la distanza della pulsar dal centro dell'esplosione.
La nuova velocità determinata della pulsar indica che G292.0+1.8 e la sua pulsar potrebbero essere significativamente più giovani di quanto gli astronomi pensassero in precedenza. Xi e il suo team stimano che G292.0+1.8 sarebbe esploso circa 2.000 anni fa visto dalla Terra, anziché 3.000 anni fa come calcolato in precedenza. Diverse civiltà in tutto il mondo stavano registrando esplosioni di supernova in quel momento, aprendo la possibilità che G292.0+1.8 fosse osservato direttamente.
"Abbiamo solo una manciata di esplosioni di supernova che hanno anche un record storico affidabile ad esse legato", ha detto il coautore Daniel Patnaude, anche lui del CfA, "quindi volevamo verificare se G292.0+1.8 potesse essere aggiunto a questo gruppo."
Tuttavia, G292.0+1.8 è al di sotto dell'orizzonte per la maggior parte delle civiltà dell'emisfero settentrionale che potrebbero averlo osservato, e non ci sono esempi registrati di una supernova osservata nell'emisfero meridionale nella direzione di G292.0+1.8.
Oltre a saperne di più sull'età di G292.0+1.8, il team di ricerca ha anche esaminato il modo in cui la supernova ha dato alla pulsar il suo potente calcio. Ci sono due possibilità principali, che coinvolgono entrambe il materiale non viene espulso dalla supernova in modo uniforme in tutte le direzioni. Una possibilità è che i neutrini prodotti nell'esplosione vengano espulsi dall'esplosione in modo asimmetrico e l'altra è che i detriti dell'esplosione vengano espulsi in modo asimmetrico. Se il materiale ha una direzione preferita, la pulsar verrà lanciata nella direzione opposta a causa del principio della fisica chiamato conservazione della quantità di moto.
La quantità di asimmetria dei neutrini richiesta per spiegare l'alta velocità in questo ultimo risultato sarebbe estrema, a sostegno della spiegazione che l'asimmetria nei detriti dell'esplosione ha dato il suo calcio alla pulsar. Ciò concorda con una precedente osservazione secondo cui la pulsar si sta muovendo nella direzione opposta rispetto alla maggior parte del gas che emette raggi X.
L'energia impartita alla pulsar da questa esplosione era gigantesca. Sebbene sia larga solo circa 10 miglia, la massa della pulsar è 500.000 volte quella della Terra e viaggia 20 volte più veloce della velocità terrestre in orbita attorno al Sole.
"Questa pulsar è circa 200 milioni di volte più energetica del movimento della Terra attorno al Sole", ha affermato il coautore Paul Plucinsky, anche lui di CfA. "Sembra che abbia ricevuto il suo potente calcio solo perché l'esplosione della supernova è stata asimmetrica."
È probabile che la vera velocità attraverso lo spazio sia superiore a 1,4 milioni di miglia orarie perché la tecnica di imaging misura solo il movimento da un lato all'altro, piuttosto che lungo la nostra linea di vista fino alla pulsar. Uno studio Chandra indipendente su G292.0+1.8 condotto da Tea Temim dell'Università di Princeton suggerisce che la velocità lungo la linea di vista è di circa 800.000 miglia orarie, per una velocità totale di 1,6 milioni di miglia orarie. Un articolo che descrive questo lavoro è stato recentemente accettato per la pubblicazione su The Astrophysical Journal .
I ricercatori sono stati in grado di misurare uno spostamento così piccolo perché hanno combinato le immagini ad alta risoluzione di Chandra con un'attenta tecnica di controllo delle coordinate della pulsar e di altre sorgenti di raggi X utilizzando posizioni precise dal satellite Gaia dell'Agenzia spaziale europea.
L'ultimo lavoro di Xi e del team su G292.0+1.8 è stato presentato al 240° meeting dell'American Astronomical Society a Pasadena, in California. I risultati sono anche discussi in un documento che è stato accettato per la pubblicazione da The Astrophysical Journal . + Esplora ulteriormente
