Fermi Satellite ur kanonkuglepulsar, der suser gennem rummet

Astronomer fandt en pulsar, der susede gennem rummet med næsten 2,5 millioner miles i timen - så hurtigt, at den kunne rejse afstanden mellem Jorden og Månen på kun 6 minutter. Opdagelsen blev gjort ved hjælp af NASAs Fermi Gamma-ray Space Telescope og National Science Foundations Karl G. Jansky Very Large Array (VLA).

Pulsarer er supertætte, hurtigt snurrende neutronstjerner efterladt, når en massiv stjerne eksploderer. Denne, døbt PSR J0002+6216 (forkortet J0002), har en radio-emitterende hale, der peger direkte mod det ekspanderende affald fra en nylig supernovaeksplosion.

"Takket være dens smalle pillignende hale og en tilfældig betragtningsvinkel, vi kan spore denne pulsar lige tilbage til dens fødested, " sagde Frank Schinzel, en videnskabsmand ved National Radio Astronomy Observatory (NRAO) i Socorro, Ny mexico. "Yderligere undersøgelse af dette objekt vil hjælpe os med bedre at forstå, hvordan disse eksplosioner er i stand til at 'sparke' neutronstjerner til så høj hastighed."

Schinzel, sammen med sine kolleger Matthew Kerr ved U.S. Naval Research Laboratory i Washington, og NRAO-forskerne Dale Frail, Urvashi Rau og Sanjay Bhatnagar præsenterede opdagelsen ved High Energy Astrophysics Divisions møde i American Astronomical Society i Monterey, Californien. Et papir, der beskriver holdets resultater, er blevet indsendt til offentliggørelse i en fremtidig udgave af The Astrofysiske tidsskriftsbreve .

Pulsar J0002 blev opdaget i 2017 af et borgervidenskabsprojekt kaldet Einstein@Home, som bruger tid på frivilliges computere til at behandle Fermi gammastråledata. Takket være computerens behandlingstid, der samlet overstiger 10, 000 år, projektet har identificeret 23 gammastrålepulsarer til dato.

Beliggende omkring 6, 500 lysår væk i stjernebilledet Cassiopeia, J0002 spinder 8,7 gange i sekundet, producerer en puls af gammastråler med hver rotation.

Pulsaren ligger omkring 53 lysår fra centrum af en supernovarest kaldet CTB 1. Dens hurtige bevægelse gennem interstellar gas resulterer i chokbølger, der producerer halen af ​​magnetisk energi og accelererede partikler detekteret ved radiobølgelængder ved hjælp af VLA. Halen strækker sig 13 lysår og peger tydeligt tilbage til centrum af CTB 1.

Ved at bruge Fermi-data og en teknik kaldet pulsar timing, holdet var i stand til at måle, hvor hurtigt og i hvilken retning pulsaren bevæger sig på tværs af vores sigtelinje.

"Jo længere datasættet er, jo stærkere pulsar timing teknikken er, " sagde Kerr. "Fermis dejlige 10-årige datasæt er i bund og grund det, der gjorde denne måling mulig."

Resultatet understøtter ideen om, at pulsaren blev sparket i høj hastighed af supernovaen ansvarlig for CTB 1, som fandt sted omkring 10. 000 år siden.

J0002 suser gennem rummet fem gange hurtigere end den gennemsnitlige pulsar, og hurtigere end 99 procent af dem med målte hastigheder. Det vil til sidst undslippe vores galakse.

I starten supernovaens ekspanderende affald ville have bevæget sig hurtigere udad end J0002, men i løbet af tusinder af år frembragte skallens interaktion med interstellar gas et træk, der gradvist bremsede denne bevægelse. I mellemtiden pulsaren, opfører sig mere som en kanonkugle, løb støt gennem resten, undslippe det omkring 5, 000 år efter eksplosionen.

Præcis hvordan pulsaren blev accelereret til så høj hastighed under supernovaeksplosionen er stadig uklart, og yderligere undersøgelse af J0002 vil hjælpe med at kaste lys over processen. En mulig mekanisme involverer ustabilitet i den kollapsende stjerne, der danner et område med tæt, langsomt bevægende stof, der overlever længe nok til at tjene som en "tyngdekraftsslæbebåd, " accelererer den begyndende neutronstjerne mod den.

Holdet planlægger yderligere observationer ved hjælp af VLA, National Science Foundations Very Long Baseline Array (VLBA) og NASAs Chandra X-ray Observatory.