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美國宇航局的錢德拉在 X 射線速度陷阱中捕獲脈衝星

美國宇航局的錢德拉在 X 射線速度陷阱中捕獲脈衝星

G292.0 + 1.8 . 殘留超新星

G292.0 + 1.8 超新星遺跡包含一顆以每小時超過 100 萬英里的速度移動的脈衝星,如錢德拉圖像和數字巡天的光學圖像所示。 燃料、坍塌和爆炸。 有時這些爆炸會產生“衝擊”,使這顆脈衝星迅速穿過超新星爆炸的殘餘物。 其他圖像顯示了錢德拉 X 射線中這顆脈衝星的特寫鏡頭,他在 2006 年和 2016 年都觀察到了這個脈衝星以測量這個令人印象深刻的速度。每個面板中的紅色十字顯示脈衝星在 2006 年的位置。圖片來源:X 射線: NASA /CXC/SAO/L. Xi et al.; 光學:Palomar DSS2

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  • To measure this, researchers compared

G292.0 + 1.8 超新星遺跡包含一顆以每小時超過 100 萬英里的速度移動的脈衝星。該圖像包含來自美國宇航局錢德拉 X 射線天文台(紅色、橙色、黃色和藍色)的數據,該數據用於進行這一發現。 X 射線與來自數字化天空調查的光學圖像相結合,這是對整個天空的地面調查。

脈衝星圍繞中子星快速運行,當大質量恆星耗盡燃料、坍縮和爆炸時,中子星就會形成。 有時這些爆炸會產生“衝擊”,這就是促使這顆脈衝星穿過超新星爆炸殘餘物的原因。 看看錢德拉的這顆 X 射線脈衝星。

為了做出這一發現,研究人員比較了 2006 年和 2016 年拍攝的 G292.0 + 1.8 的錢德拉圖像。一對互補的圖像顯示了脈衝星位置在 10 年內的變化。 源位置的變化很小,因為脈衝星距離地球約 20,000 光年,但在此期間它行進了約 1200 億英里(1900 億公里)。研究人員能夠通過結合高分辨率錢德拉來測量這一點具有精確驗證技術的圖像。來自脈衝星和其他 X 射線源的坐標,使用來自 Gaia 衛星的精確位置。

脈衝星位置,2006 年和 2016 年

Pulsar Positions, 2006 & 2016. Credit: X-ray: NASA/CXC/SAO/L. Xi et al.

研究小組計算出脈衝星以每小時至少 140 萬英里的速度從超新星遺跡中心向左下方移動。 通過測量脈衝星與爆炸中心的距離,該速度比先前基於間接方法估計的脈衝星速度高約 30%。

新確定的脈衝星速度表明,G292.0 + 1.8 及其脈衝星可能比天文學家之前認為的要小得多。 研究人員估計,從地球上看,G292.0 + 1.8 大約在 2,000 年前爆發,而不是之前計算的 3,000 年前。對 G292.0 + 1.8 年齡的新估計是基於對脈衝星位置的及時推斷從而與爆炸的震中相吻合。

當時世界上許多文明都在記錄超新星爆炸,開啟了直接觀測G292.0 + 1.8的可能性。然而,對於大多數可能已經觀測到它的北半球文明來說,G292.0 + 1.8在地平線以下,而且有沒有記錄在南半球在 G292.0 + 1.8 方向上觀測到的超新星的例子。

G292+1.8近攝

G292 + 1.8 錢德拉圖像中心的特寫視圖。 脈衝星的運動方向(箭頭)和爆炸中心的位置(綠色橢圓)是根據光學數據中可見的碎片運動顯示的。 脈衝星的位置是在 3000 年前外推的,三角形描繪了感應角的不確定性。 外推位置與爆炸中心的一致性使脈衝星的年齡約為 2,000 年,而 G292 +1.8 是碎片中檢測到的 X 射線元素(Si、S、Ar、 Ca) 位於脈衝星的爆炸中心對面。 爆炸右上方的這種碎片差異導致脈衝星通過保持動量向左下方移動。 圖片來源:X 射線:NASA/CXC/SAO/L. Xi 等人; 光學:Palomar DSS2

除了更多地了解 G292.0+1.8 的年齡,研究團隊還研究了超新星如何給脈衝星強大的衝擊力,主要有兩種可能性,這兩種可能性都涉及超新星沒有向各個方向均勻地排出. 一種可能是爆炸產生的中微子不對稱地從爆炸中噴出,另一種可能是爆炸產生的碎片不對稱地噴出。稱為動量守恆。

在最後一個結果中解釋高速所需的中微子不對稱量將是極端的,這支持了爆炸碎片中的不對稱性給脈衝星帶來衝擊的解釋。

這次爆炸傳遞給脈衝星的能量是巨大的,雖然脈衝星的直徑只有大約 10 英里,但脈衝星的質量是地球質量的 500,000 倍,其運行速度是地球繞地球軌道運行的速度的 20 倍。太陽。

Xi Long 和 Paul Plucinksky(天體物理中心 | 哈佛和史密森尼)關於 G292.0 + 1.8 的最新工作在加利福尼亞州帕薩迪納舉行的美國天文學會第 240 次會議上發表。 這些結果也在《天體物理學雜誌》接受發表的一篇論文中進行了討論,其他作者是天體物理學中心的丹尼爾·帕特諾和特倫斯·蓋茨。

參考:“脈衝星 J1124-5916 在銀河超新星遺跡 G292.0 + 1.8 中的適當運動”,作者 Xi Long、Daniel J. Patnaude、Paul P. Plucinsky 和 ​​Terrance J. Gaetz,已接受, 天體物理學雜誌.
arXiv:2205.07951

NASA 的馬歇爾太空飛行中心管理著錢德拉計劃,史密森尼天體物理天文台的錢德拉 X 射線中心控制著來自馬薩諸塞州劍橋的科學業務和來自馬薩諸塞州伯靈頓的飛行業務。

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