Száguldó pulzárt talált a Fermi

5535

6 perc alatt jutna el a Földről a Holdra – ilyen gyorsan, vagyis 4 millió kilométeres óránkénti sebességgel száguld az a pulzár, amit a NASA Fermi-űrteleszkópja és a VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) rádiótávcső-hálózat nemrég felfedezett.

A pulzárok gyorsan forgó neutroncsillagok, amelyek nagy tömegű csillagok felrobbanásakor születnek. A most felfedezett, PSR J0002+6216 jelzésű, röviden J0002-es pulzár egy olyan, rádiósugárzást kibocsátó csóvával rendelkezik, amely éppen egy közelmúltbeli szupernóva-robbanás táguló maradványára mutat.

A kompozit képen látható CTB 1 szupernóva-maradvány egy ködös buborékra emlékeztet. A felvételt a VLA rádióteleszkóp 1,5 gigahertzes megfigyeléseiből (narancs), a Dominion Asztrofizikai Obszervatórium korábbi, 1,42 gigahertzes (vörös és sárga), és 408 megahertzes (zöld) adataiból, valamint infravörös adatokból (kék) állították össze. A VLA adatain tisztán látható a J0002+6216 jelzésű pulzár egyenes, ragyogó csóvája, és a szupernóva maradványának ívelt héja. A CTB 1 körülbelül fél fokos, akkora, mint a Hold látható mérete. A kompozit kép Jayanne English munkája (University of Manitoba). (Forrás: NRAO/F. Schinzel et al., DRAO/Canadian Galactic Plane Survey and NASA/IRAS)

„A keskeny, nyílszerű csóvának és a szokatlan látószögnek köszönhetően követhetjük a pulzár útját egészen a születési helyéig.” – mondta Frank Schinzel, az Egyesült Államok Nemzeti Rádiócsillagászati Obszervatóriumának (NRAO) munkatársa. „Az objektum további vizsgálata segít jobban megértenünk, hogyan képesek ezek a robbanások akkorát lökni a neutroncsillagokon, hogy ilyen nagy sebességet érjenek el.”

A pulzárt 2017-ben fedezték fel az Einstein@Home önkéntes kutatási projekt keretében. (A projekthez csatlakozó önkéntesek a saját számítógépükre telepített program segítségével dolgozzák fel a Fermi gamma-sugárzási adatait.) Az összesen 10 ezer évnyi számítási időnek köszönhetően már 23 gamma-sugárzást kibocsátó pulzárt fedeztek fel.

A CTB 1 jelzésű szupernóva-maradvány egy hosszú expozíciós idejű felvételen. A kép a hidrogéngáz látható tartományban kibocsátott fényében mutatja egy 10 ezer éve felrobbant hatalmas csillag táguló anyagát. Az összeomló csillag közepén kialakult pulzár olyan gyorsan mozog, hogy mára elhagyta a halvány gázhéjat. (Forrás: Scott Rosen)

A tőlünk nagyjából 6500 fényévre lévő, a Cassiopeia csillagképben talált pulzár másodpercenként 8,7-szer fordul meg a tengelye körül, és minden fordulatnál egy gamma-sugár impulzust észlelünk. A pulzár gyorsan mozog a csillagközi gázban, amivel lökéshullámokat kelt, ezek hozták létre a mágneses energiát is tároló, felgyorsult részecskékből álló csóvát, amelynek rádióhullámait a VLA észlelte. A csóva 13 fényév hosszú, és egyenesen a pulzártól 53 fényévre lévő CTB 1 központja felé mutat.

A Fermi adatai, valamint a pulzáridőzítésnek nevezett technika segítségével a pulzárt vizsgáló kutatócsoport képes volt megmérni, hogy milyen gyorsan, és milyen irányban mozog a pulzár. „Minél nagyobb az adatállomány, annál hatékonyabb a pulzáridőzítés technikája,” – mondja Kerr, a kutatócsoport tagja – „a Fermi csodálatos, tízéves adatállománya létfontosságú volt a mérésekhez.” Az eredmények alátámasztják azt az elméletet, hogy a száguldó pulzárt a CTB 1 szupernóva-maradványt létrehozó szupernóva robbanása lökte meg nagyjából 10 ezer évvel ezelőtt. A J0002 ötször gyorsabban száguld, mint egy átlagos pulzár, ráadásul gyorsabb az ismert sebességű pulzárok 99 százalékánál. Végül el is fogja hagyni a galaxisunkat.

A szupernóva táguló maradványa először gyorsabban haladhatott, mint a J0002, de több ezer év alatt a héj és a csillagközi gáz kölcsönhatása olyan ellenállást eredményezett, amely fokozatosan lelassította ezt a mozgást. Eközben a pulzár ágyúgolyóként tört ki a maradványból, és a robbanás után nagyjából ötezer évvel ki is szabadult belőle.

Egyelőre nem egyértelmű, pontosan mitől gyorsult fel a pulzár ennyire, de a további tanulmányozása segíthet fényt deríteni a folyamatra. Elképzelhető, hogy az összeomló csillag instabilitásai következtében létrejött egy sűrű, lassan mozgó anyagból álló régió, amely elég sokáig fennmaradt ahhoz, hogy „gravitációs vontatóként” felgyorsítsa a fiatal neutroncsillagot.

A csapat további megfigyeléseket végez a VLA-val és a NASA Chandra röntgenobszervatóriuma segítségével. Schinzel és munkatársai az Amerikai Csillagászati Társaság (AAS) Nagy Energiájú Asztrofizikai Osztályának találkozóján mutatták be eredményeiket. Az általuk írt szakcikket a The Astrophysical Journal Letters folyóirathoz nyújtották be közzétételre.

Forrás: NASA’s Fermi Satellite Clocks ‘Cannonball’ Pulsar Speeding Through Space

Hozzászólás

hozzászólás