Když hvězda vyčerpá své jaderné palivo ke konci své životnosti, podstoupí gravitační kolaps a zbaví své vnější vrstvy. Výsledkem je velkolepá exploze známá jako supernova, která může vést k vytvoření černé díry, pulsaru nebo bílého trpaslíka. A navzdory desetiletím pozorování a výzkumu stále existuje mnoho vědců, kteří o těchto jevech nevědí.
Naštěstí probíhající pozorování a vylepšené nástroje vedou ke všem druhům objevů, které nabízejí šance na nové poznatky. Například tým astronomů s Národním rozhlasovým observatořem pro astronomii (NRAO) a NASA nedávno pozoroval pulsar „dělové koule“, který se zrychlil od supernovy, o které se předpokládá, že jej vytvořil. Toto zjištění již poskytuje informace o tom, jak pulsary mohou zrychlit rychlost ze supernovy.
Pulzar, který je označen jako PSR J0002 + 6216 (J0002), se nachází asi 6 500 světelných let od Země. Původně byl objeven v roce 2017 občanskými vědci pracujícími na projektu s názvem [chráněný e-mailem], který spoléhá na dobrovolníky při analýze dat z kosmického dalekohledu NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope (FGST). Tento projekt byl doposud zodpovědný za objev 23 pulsarů.
Zvláště významný však byl tento konkrétní objev. Od svého prvního objevení provedl tým vedený Frankem Schinzelem z Národní observatoře pro astronomii (NRAO) následná rádiová pozorování pomocí VLA (Large Large Array) Karla G. Janského (VLA) v Novém Mexiku. Tyto ukázaly, že pulsar měl ocas šokovaných částic a magnetickou energii, která za ním prodloužila 13 světelných let.
Ještě zajímavější byla skutečnost, že tento ocas směřoval ke středu zbytku supernovy, který se nachází 53 světelných let za ním (CTB 1). Tento ocas byl výsledkem rychlého pohybu pulsaru mezihvězdným plynem, který vyústil v rázové vlny, které vytvářely magnetickou energii a zrychlily částice. Jak Shinzel vysvětlil v nedávné tiskové zprávě NASA:
"Díky jeho úzkému ocasu podobnému oštěpu a náhodnému pozorovacímu úhlu můžeme tento pulsar vystopovat přímo zpět k jeho rodišti. Další studium tohoto objektu nám pomůže lépe porozumět tomu, jak tyto výbuchy dokáží „kopat“ neutronové hvězdy tak vysokou rychlostí. “
Na základě údajů Fermi byl tým schopen měřit, jak rychle a jakým směrem se pulsar pohyboval. Toho bylo dosaženo technikou známou jako „pulsar timing“, kdy se ke sledování pohybu používají gama záblesky, ke kterým dochází při každé rotaci pulsaru (v případě J0002 8,7krát za sekundu).
Z toho tým určil, že J0002 cestoval rychlostí asi 1125 km / s (700 mps) nebo 4 miliony km / h (2,5 milionu mph). V minulosti vědci pozorovali pulsary pohybující se vysokou rychlostí, ale při průměrné rychlosti, která byla asi pětkrát pomalejší - 240 km / s (150 mps). Jak vysvětlil Dale Frail (výzkumník z NRAO, který byl součástí týmu objevů):
"Výbušné zbytky ve zbytku supernovy se původně rozšířily rychleji než pohyb pulsaru." Avšak trosky byly zpomaleny jeho setkáním s jemným materiálem v mezihvězdném prostoru, takže pulsar byl schopen ho dohnat a předjet. ““
Tým také určil, že pulsar by nakonec dohonil rozšiřující se skořápku vytvořenou supernovou. Zpočátku se rozšiřující trosky supernovy pohybovaly směrem ven rychleji než J0002, ale po asi 5000 tisících letech interakce skořápky s mezihvězdným plynem jej postupně zpomalila. Po 10 000 letech, což astronomové nyní vidí, byl pulsar dobře mimo skořápku.
Zatímco astronomové již dlouho věděli, že pulsary mohou získat výbuch ze supernovových výbuchů, které je vytvářejí, nejsou jasné, jak k tomu dochází. Možným vysvětlením je, že nestability v kolapsu hvězdy mohly způsobit hustou, pomalu se pohybující oblast hmoty, která začala tahat neutronovou hvězdu, a postupně ji zrychlovat od středu exploze.
"Tento pulsar se pohybuje dostatečně rychle, aby nakonec unikl naší Galaxii Mléčné dráhy," řekl Frail. „Bylo navrženo mnoho mechanismů pro výrobu kopu. To, co vidíme v PSR J0002 + 6216, podporuje myšlenku, že za vysokou rychlost tohoto pulsaru jsou zodpovědné hydrodynamické nestability v explozi supernovy. “
Při pohledu do budoucnosti plánuje tým provést další pozorování pomocí VLA, velmi dlouhé základní linie National Science Foundation (VLBA) a rentgenové observatoře Chandra NASA. Tato následná opatření snad poskytnou další vodítka, jak tento pulsar zvedl tolik rychlosti, která by mohla jít dlouhou cestou k vyřešení některých záhad, které stále obklopují výbuchy supernov.
Tyto výsledky byly nedávno sdíleny na 17. divizi High Energy Astrophysics Division (HEAD) americké astronomické společnosti, která se konala od 17. do 21. března v Monterey v Kalifornii. Jsou také předmětem studie, která je přezkoumávána k uveřejnění v posledním vydání Astrofyzikální dopisy v časopisech.
