美国宇航局的钱德拉在 X 射线速度陷阱中捕获脉冲星

• 一个[{” 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 超新星遗迹包含一颗以每小时超过一百万英里的速度移动的脉冲星。 这张图片包含来自美国宇航局钱德拉 X 射线天文台（红色、橙色、黄色和蓝色）的数据，这些数据用于发现这一发现。 X 射线与来自数字化天空调查的光学图像相结合，这是对整个天空的地面调查。

脉冲星快速旋转 中子星 它们可以在大质量恒星耗​​尽燃料、坍缩和爆炸时形成。 这些爆炸有时会产生“冲击”，这就是促使这颗脉冲星穿过超新星爆炸残余物的原因。 插图显示了钱德拉 X 射线中这颗脉冲星的特写图。

为了做出这一发现，研究人员比较了 2006 年和 2016 年拍摄的 G292.0 + 1.8 的钱德拉图像。一对互补图像显示了 10 年来脉冲星位置的变化。 源位置的变化可以忽略不计，因为脉冲星距离地球约 20,000 光年，但在此期间它已经行进了约 1200 亿英里（1900 亿公里）。 研究人员能够通过将高分辨率钱德拉图像与精确技术相结合来测量这一点，以使用盖亚卫星的精确位置来验证脉冲星和其他 X 射线源的坐标。

脉冲星站点，2006 年和 2016 年。图片来源：X 射线：NASA/CXC/SAO/L. Shi 等人。

研究小组计算出脉冲星以每小时至少 140 万英里的速度从超新星遗迹中心向左下方移动。 这个速度比之前基于间接方法的脉冲星速度估计高约 30%，通过测量脉冲星离爆炸中心的距离。

新确定的脉冲星速度表明 G292.0 + 1.8 和脉冲星可能比天文学家之前认为的要小得多。 研究人员估计，从地球上看，G292.0 + 1.8 可能在大约 2000 年前爆发，而不是之前计算的 3000 年前。 这一对 G292.0 + 1.8 年龄的新估计是基于及时推断脉冲星的位置与爆炸的震中一致。

当时全球很多文明都在记录超新星爆炸，开启了直接观测G292.0+1.8的可能性。 然而，对于您可能已经观察到的大多数北半球文明，G292.0 + 1.8 低于地平线，并且没有记录到在 G292.0 + 1.8 方向上在南半球观察到超新星的例子。

钱德拉 G292 + 1.8 图像中心的特写视图。 脉冲星的运动方向（箭头）和爆炸中心的位置（绿色椭圆）是根据光学数据中看到的碎片运动显示的。 脉冲星的位置是在 3000 年前外推的，三角形描绘了感应角的不确定性。 感应位置与爆炸中心的一致性给出了脉冲星和 G292 + 1.8 的大约 2,000 年的年龄。 在碎片中检测到的 X 射线元素（Si、S、Ar、Ca）的质心（交点）位于移动脉冲星爆炸中心的对面。 通过保持动量，爆炸右上方碎片的不对称性将脉冲星踢到了左下方。 图片来源：X 射线：NASA/CXC/SAO/L. Shi et al.； 光学：Palomar DSS2

除了更多地了解 G292.0 + 1.8 的年龄外，研究团队还研究了脉冲星的超新星是如何产生强大冲击力的。 有两种主要可能性，这两种可能性都涉及超新星没有向各个方向均匀喷射的物质。 一种可能性是 中微子 爆炸中的输出是非对称地从爆炸中喷射出来的，另一种是爆炸产生的碎片是非对称地喷射出来的。 如果物质有一个优选的方向，由于称为动量守恒的物理原理，脉冲星将被推向相反的方向。

在最后一个结果中解释高速所需的中微子不对称量将是极端的，这支持了爆炸碎片中的不对称性给脉冲星带来冲击的解释。

这次爆炸传递给脉冲星的能量是巨大的。 虽然脉冲星的直径只有大约 10 英里，但脉冲星的质量是地球的 50 万倍，它的行进速度是地球绕太阳运行速度的 20 倍。

Xi Long 和 Paul Plucinksky（天体物理中心 | 哈佛和史密森尼）关于 G292.0 + 1.8 的最新工作在加利福尼亚州帕萨迪纳举行的美国天文学会第 240 次会议上发表。 该结果也在《天体物理学杂志》接受发表的一篇论文中进行了讨论。 该论文的其他作者是天体物理学中心的 Daniel Patnaud 和 Terence Gaetz。

参考：“脉冲星 J1124-5916 在银河超新星遗迹 G292.0 + 1.8 中的适当运动”，作者 Xi Long、Daniel J. Patnaude、Paul P. Plucinsky 和 ​​Terrance J. Gaetz，已接受， 天体物理学杂志.
arXiv：2205.07951

美国宇航局的马歇尔太空飞行中心负责管理钱德拉计划。 史密森尼天体物理天文台的钱德拉 X 射线中心控制着来自马萨诸塞州剑桥的科学操作和来自马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作。