NASA의 찬드라는 X선 속도 트랩에서 펄사를 포착합니다.

• ㅏ[{” attribute=””>pulsar is racing through the debris of an exploded star at a speed of over a million miles per hour.
• To measure this, researchers compared NASA Chandra X-ray Observatory images of G292.0+1.8 taken in 2006 and 2016.
• Pulsars can form when massive stars run out of fuel, collapse, and explode — leaving behind a rapidly spinning dense object.
• This result may help explain how some pulsars are accelerated to such remarkably high speeds.

G292.0 + 1.8 초신성 잔해에는 시속 100만 마일 이상으로 움직이는 펄서가 포함되어 있습니다. 이 이미지에는 이 발견에 사용된 NASA의 Chandra X-ray Observatory(빨간색, 주황색, 노란색 및 파란색)의 데이터가 포함되어 있습니다. X선은 지상에서 전체 하늘을 조사하는 디지털 하늘 조사의 광학 이미지와 결합됩니다.

펄서는 빠르게 회전 중성자별 무거운 별이 연료가 떨어지면 붕괴되고 폭발할 때 형성될 수 있습니다. 이러한 폭발은 때때로 “킥”을 생성하는데, 이것이 이 펄서가 초신성 폭발의 잔해를 통과하도록 촉발한 것입니다. 삽입된 사진은 찬드라의 X선에서 이 펄서를 클로즈업한 모습을 보여줍니다.

이 발견을 위해 연구원들은 2006년과 2016년에 찍은 G292.0 + 1.8의 찬드라 이미지를 비교했습니다. 한 쌍의 보완 이미지는 10년 동안 펄서의 위치 변화를 보여줍니다. 펄서는 지구에서 약 20,000광년 떨어져 있기 때문에 소스 위치의 이동은 무시할 수 있지만 이 기간 동안 약 1200억 마일(1900억 km)을 여행했습니다. 연구원들은 고해상도 찬드라 이미지와 정밀 기술을 결합하여 가이아 위성의 정확한 위치를 사용하여 펄서 및 기타 X선 소스의 좌표를 확인함으로써 이를 측정할 수 있었습니다.

펄서 사이트, 2006년 및 2016년. 출처: X선: NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.

팀은 펄서가 초신성 잔해의 중심에서 왼쪽 하단으로 시속 140만 마일 이상 이동하고 있다고 계산했습니다. 이 속도는 펄서가 폭발의 중심에서 얼마나 떨어져 있는지를 측정하여 간접적인 방법을 기반으로 하는 기존 펄서 속도 추정치보다 약 30% 더 빠릅니다.

새로 결정된 펄서의 속도는 G292.0 + 1.8과 펄서가 이전에 천문학자들이 생각했던 것보다 훨씬 작을 수 있음을 시사합니다. 연구자들은 G292.0 + 1.8이 이전에 계산된 3,000년 전보다 지구에서 볼 때 약 2,000년 전에 분출했을 수 있다고 추정합니다. G292.0 + 1.8의 나이에 대한 이 새로운 추정치는 폭발의 진원지와 일치하도록 펄서의 위치를 ​​과거로 추정하는 데 기반을 두고 있습니다.

당시 전 세계의 많은 문명이 초신성 폭발을 기록하고 있었고 G292.0 + 1.8을 직접 관측할 수 있는 가능성이 열렸다. 그러나 G292.0 + 1.8은 대부분의 북반구 문명에서 관측했을 수 있는 지평선 아래에 있으며 남반구에서 G292.0 + 1.8 방향으로 초신성이 관찰된 기록은 없습니다.

G292 + 1.8용 Chandra의 이미지 센터 확대도. 펄서의 이동 방향(화살표)과 폭발 중심의 위치(녹색 타원형)는 광학 데이터에서 보이는 파편의 움직임을 기반으로 표시됩니다. 펄서의 위치는 3,000년 전에 외삽되었으며 삼각형은 유도각의 불확실성을 나타냅니다. 폭발의 진원지와 유도 지점의 일치는 펄서와 G292 + 1.8에 대해 대략 2,000년의 나이를 제공합니다. 파편(Si, S, Ar, Ca)에서 검출된 X선 원소의 질량중심(교차점)은 움직이는 펄서로부터 폭발중심 맞은편에 위치한다. 폭발의 오른쪽 상단에 있는 파편의 비대칭은 운동량을 보존함으로써 펄서를 왼쪽 하단으로 걷어찼습니다. 출처: X선: NASA/CXC/SAO/L Shi et al. 광학: 팔로마 DSS2

연구팀은 G292.0 + 1.8의 나이에 대해 더 많이 알게 된 것 외에도 펄서의 초신성이 어떻게 강력한 발차기를 했는지 연구했습니다. 두 가지 주요 가능성이 있는데, 두 가지 모두 초신성에 의해 모든 방향으로 고르게 분출되지 않는 물질을 포함합니다. 한 가지 가능성은 중성미자 폭발의 출력은 폭발로부터 비대칭적으로 분출되고, 다른 하나는 폭발에 의해 생성된 파편이 비대칭적으로 분출된다는 것이다. 물질이 선호하는 방향을 가지고 있다면 펄서는 운동량 보존이라는 물리학 원리로 인해 반대 방향으로 밀릴 것입니다.

이 마지막 결과에서 높은 속도를 설명하는 데 필요한 중성미자 비대칭의 양은 극단적일 것이며, 폭발 파편의 비대칭이 펄서에 킥을 주었다는 해석을 뒷받침합니다.

이 폭발로부터 펄서로 전달된 에너지는 엄청났습니다. 펄서는 지름이 약 10마일에 불과하지만 질량은 지구의 500,000배이며 태양을 공전하는 지구의 속도보다 20배 더 빠르게 이동합니다.

https://www.youtube.com/watch?v=0itTrIYIOI

G292.0 + 1.8에 대한 Xi Long과 Paul Plucinksky(천체 물리학 센터 | Harvard & Smithsonian)의 최신 작업이 캘리포니아 패서디나에서 열린 미국 천문 학회 240차 회의에서 발표되었습니다. 그 결과는 천체물리학 저널(The Astrophysical Journal)에 게재 승인된 논문에서도 논의되었습니다. 이 논문의 다른 저자는 천체 물리학 센터의 Daniel Patnaud와 Terence Gaetz입니다.

참조: Xi Long, Daniel J. Patnaude, Paul P. Plucinsky 및 Terrance J. Gaetz의 “은하 초신성 잔해 G292.0 + 1.8에서 펄서 J1124-5916의 적절한 운동”, 수락됨, 천체물리학 저널.
arXiv: 2205.07951

NASA의 마샬 우주 비행 센터는 찬드라 프로그램을 관리합니다. Smithsonian Astrophysical Observatory의 Chandra X-ray Center는 매사추세츠주 캠브리지에서 과학 작업을, 매사추세츠 벌링턴에서 비행 작업을 제어합니다.