Chandra NASA menangkap pulsar dalam jebakan lampu kilat sinar-X

• SEBUAH[{” 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.

Sisa supernova G292.0+1.8 berisi pulsar yang bergerak dengan kecepatan lebih dari satu juta mil per jam. Gambar ini menunjukkan data (merah, oranye, kuning, dan biru) dari Chandra X-ray Observatory NASA yang digunakan untuk penemuan ini. Sinar-X digabungkan dengan gambar optik dari Digitized Sky Survey, survei berbasis darat di seluruh langit.

Pulsar berputar cepat bintang neutron yang dapat terbentuk ketika bintang masif kehabisan bahan bakar, runtuh dan meledak. Terkadang ledakan ini menciptakan “tendangan” yang mengirim pulsar ini meluncur melalui sisa-sisa ledakan supernova. Sebuah sisipan menunjukkan close-up pulsar ini dalam gambar sinar-X dari Chandra.

Untuk membuat penemuan ini, para peneliti membandingkan gambar Chandra G292.0+1.8 yang diambil pada tahun 2006 dan 2016. Sepasang gambar tambahan menunjukkan perubahan posisi pulsar selama rentang 10 tahun. Pergeseran posisi sumbernya kecil karena pulsar berjarak sekitar 20.000 tahun cahaya dari Bumi, tetapi telah menempuh jarak sekitar 120 miliar mil (190 miliar kilometer) pada waktu itu. Para peneliti mampu mengukur ini dengan menggabungkan gambar resolusi tinggi Chandra dengan teknik hati-hati untuk memverifikasi koordinat pulsar dan sumber sinar-X lainnya, menggunakan posisi yang tepat dari satelit Gaia.

Posisi Pulsar, 2006 & 2016. Kredit: X-ray: NASA/CXC/SAO/L. Xi dkk.

Tim menghitung bahwa pulsar bergerak ke kiri bawah dari pusat sisa supernova setidaknya 1,4 juta mil per jam. Kecepatan ini sekitar 30% lebih cepat dari perkiraan awal kecepatan pulsar, yang didasarkan pada metode tidak langsung dengan mengukur seberapa jauh pulsar dari pusat ledakan.

Kecepatan pulsar yang baru ditentukan menunjukkan bahwa G292.0+1.8 dan pulsarnya mungkin jauh lebih muda dari yang diperkirakan para astronom sebelumnya. Para peneliti memperkirakan bahwa G292.0+1.8 akan meledak sekitar 2.000 tahun yang lalu seperti yang terlihat dari Bumi, bukan 3.000 tahun yang lalu seperti yang dihitung sebelumnya. Perkiraan baru usia G292.0+1.8 ini didasarkan pada ekstrapolasi posisi pulsar dalam waktu yang bertepatan dengan pusat ledakan.

Beberapa peradaban di seluruh dunia mencatat ledakan supernova pada saat itu, meningkatkan kemungkinan bahwa G292.0+1.8 diamati secara langsung. Namun, G292.0+1.8 berada di bawah cakrawala untuk sebagian besar peradaban Belahan Bumi Utara yang mungkin telah mengamatinya, dan tidak ada contoh rekaman supernova yang diamati di Belahan Bumi Selatan menuju G292.0+1.8.

Tampilan close-up dari bagian tengah gambar Chandra G292+1.8. Arah pergerakan pulsar ditunjukkan (panah) dan lokasi pusat ledakan (oval hijau) berdasarkan pergerakan puing-puing yang terlihat pada data optik. Posisi pulsar diekstrapolasi kembali 3.000 tahun dan segitiga menunjukkan ketidakpastian dalam sudut ekstrapolasi. Pencocokan posisi ekstrapolasi dengan pusat ledakan memberikan usia sekitar 2.000 tahun untuk pulsar dan G292+1.8. Pusat massa (silang) elemen yang terdeteksi sinar-X dalam puing-puing (Si, S, Ar, Ca) berada di sisi berlawanan dari pusat ledakan pulsar yang bergerak. Asimetri pada puing-puing di kanan atas ledakan ini menyebabkan pulsar terlontar ke kiri bawah karena kekekalan momentum. Kredit: Sinar-X: NASA/CXC/SAO/L. Xi dkk.; Optik: Palomar DSS2

Tim peneliti tidak hanya belajar lebih banyak tentang usia G292.0+1.8, tetapi juga mempelajari bagaimana supernova memberikan tendangan kuat pada pulsar. Ada dua kemungkinan utama, keduanya melibatkan material yang tidak terlontar secara merata ke segala arah dari supernova. Salah satu kemungkinannya adalah neutrino yang dihasilkan dalam ledakan dikeluarkan secara asimetris dari ledakan, dan yang lainnya adalah bahwa puing-puing ledakan dikeluarkan secara asimetris. Jika material memiliki arah yang lebih disukai, pulsar akan terlempar ke arah yang berlawanan karena prinsip fisika kekekalan momentum.

Jumlah asimetri neutrino yang diperlukan untuk menjelaskan kecepatan tinggi dalam hasil terbaru ini akan menjadi ekstrem dan akan mendukung penjelasan bahwa asimetri dalam puing ledakan menyebabkan pulsar menendang.

Energi yang diberikan ke pulsar oleh ledakan ini sangat besar. Meskipun pulsar hanya berdiameter sekitar 10 mil, ia memiliki 500.000 kali massa Bumi dan bergerak 20 kali lebih cepat dari kecepatan Bumi saat mengorbit Matahari.

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

Karya terbaru Xi Long dan Paul Plulinksky (Pusat Astrofisika | Harvard & Smithsonian) tentang G292.0+1.8 dipresentasikan pada pertemuan ke-240 American Astronomical Society di Pasadena, California. Temuan ini juga dibahas dalam artikel yang diterima untuk dipublikasikan di Astrophysical Journal. Penulis makalah lainnya adalah Daniel Patnaude dan Terrance Gaetz, keduanya dari Center for Astrophysics.

Referensi: “Gerakan Tepat Pulsar J1124-5916 di Sisa Supernova Galaksi G292.0+1.8” oleh Xi Long, Daniel J. Patnaude, Paul P. Plucinsky dan Terrance J. Gaetz diterima, Jurnal Astrofisika.
arXiv:2205.07951

Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall NASA mengelola program Chandra. Chandra X-ray Center Smithsonian Astrophysical Observatory mengontrol operasi sains dari Cambridge, Massachusetts dan operasi penerbangan dari Burlington, Massachusetts.