Телескоп Ферми измерил скорость пульсара "Пушечное ядро"⁠⁠

Остаток сверхновой CTB 1 и четко видимый след удаляющегося пульсара.

Астрономы обнаружили пульсар, летящий по космосу со скоростью почти 2,5 миллиона миль в час - настолько быстрый, что он мог бы преодолеть расстояние между Землей и Луной всего за 6 минут. Открытие было совершено с использованием космического гамма-телескопа Ферми и Very Large Array (VLA).

Пульсары - это сверхплотные, быстро вращающиеся нейтронные звезды, оставшиеся после взрыва сверхновой. Данный пульсар, получивший название PSR J0002 + 6216 (для краткости - J0002), имеет хвост, излучающий в радиодиапазоне и направленный прямо в сторону расширяющегося облака остатка сверхновой.

«Благодаря узкому хвосту, похожему на дротик, и случайному углу обзора, мы можем проследить этот пульсар прямо до его места рождения», - сказал Фрэнк Шинцель (Frank Schinzel), ученый из Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) в Сокорро, штат Нью-Мексико. «Дальнейшее изучение этого объекта поможет нам лучше понять, как эти взрывы способны «пнуть» нейтронные звезды с такой высокой скоростью».

Шинцель вместе со своими коллегами Мэтью Керром (Matthew Kerr) из Военно-морской исследовательской лаборатории США в Вашингтоне и учеными NRAO Дейлом Фрейлом (Dale Frail), Урваши Рау (Urvashi Rau) и Санджаем Бхатнагаром (Sanjay Bhatnagar) объявил об открытии на заседании Отдела астрофизики высоких энергий Американского астрономического общества в Монтерее, штат Калифорния. Документ, описывающий результаты команды, был представлен для публикации в будущем выпуске The Astrophysical Journal Letters.

Pulsar J0002 был обнаружен в 2017 году гражданским научным проектом Einstein@Home, который использует время на компьютерах добровольцев для обработки данных, полученных телескопом Ферми. Благодаря времени компьютерной обработки, в совокупности превышающему 10 000 лет, в рамках проекта было выявлено 23 гамма-пульсара на сегодняшний день.

Расположенный на расстоянии около 6500 световых лет в созвездии Кассиопея, J0002 вращается 8,7 раза в секунду вокруг собственной оси, производя импульс гамма-излучения при каждом вращении.

Пульсар находится примерно в 53 световых годах от центра остатка сверхновой, называемого CTB 1. Его быстрое движение сквозь межзвездный газ приводит к ударным волнам, которые порождают хвост магнитной энергии, и ускоренным частицам, обнаруженным в радиодиапазоне с помощью VLA. Хвост простирается на 13 световых лет и четко указывает на центр CTB 1.

Используя данные телескопа Ферми и метод, называемый методом тайминга пульсаций, команда смогла измерить, как быстро и в каком направлении движется пульсар.

«Чем дольше проводился сбор данных, тем результативнее будет метод тайминга пульсаций», - сказал Керр. «Замечательные 10-летние наблюдения телескопа Ферми, по сути, сделали возможным это измерение».

Полученный результат подтверждает идею о том, что взрыв сверхновой, породивший CTB 1, выбросил пульсар на высокой скорости в межзвездное пространство около 10 000 лет назад.

J0002 движется в пространстве в пять раз быстрее, чем обычный пульсар, и быстрее, чем 99 процентов с измеренными скоростями. В конечном итоге он покинет нашу Галактику.

Вначале остаток сверхновой расширялся быстрее, чем двигался J0002, но в течение тысячелетий взаимодействие оболочки с межзвездным газом создало сопротивление, которое постепенно замедляло это движение. Тем временем, пульсар, ведущий себя больше как пушечное ядро, неуклонно мчался сквозь остаток, покинув его примерно через 5000 лет после взрыва.

Как именно ускорился пульсар до такой высокой скорости во время взрыва сверхновой, остается неясным, и дальнейшее изучение J0002 поможет пролить свет на этот процесс. Один из возможных механизмов связан с нестабильностью в коллапсирующей звезде, образующей область плотной, медленно движущейся материи, которая живет достаточно долго, чтобы служить «гравитационным буксиром», ускоряя возникающую нейтронную звезду.

Команда планирует дополнительные наблюдения с использованием VLA, Антенной решёткой со сверхдлинными базами (VLBA) и рентгеновской обсерваторией Чандра.

Вольный перевод отсюда.