Le reste de supernova G292.0+1.8 contient un pulsar se déplaçant à plus d’un million de kilomètres par heure, comme on peut le voir sur l’image Chandra et sur une image optique provenant du Digitized Sky Survey. Les pulsars sont des étoiles à neutrons tournant rapidement qui peuvent se former lorsque des étoiles massives manquent de carburant, s’effondrent et explosent. Parfois, ces explosions produisent un “coup de fouet”, qui a envoyé ce pulsar à travers les restes de l’explosion de la supernova. Les images supplémentaires montrent un gros plan de ce pulsar dans les rayons X de Chandra, qui l’a observé à la fois en 2006 et en 2016 pour mesurer cette vitesse remarquable. Les croix rouges dans chaque panneau montrent la position du pulsar en 2006. Crédit : X-ray : NASA/CXC/SAO/L. Xi et al. ; Optique : Palomar DSS2
- Un 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.
Le vestige de supernova G292.0+1.8 contient un pulsar se déplaçant à plus d’un million de kilomètres par heure. Cette image présente des données provenant de l’observatoire Chandra X-ray de la NASA (rouge, orange, jaune et bleu), qui ont été utilisées pour faire cette découverte. Les rayons X ont été combinés avec une image optique provenant du Digitized Sky Survey, une étude au sol de l’ensemble du ciel.
Les pulsars sont des étoiles à neutrons tournant rapidement qui peuvent se former lorsque des étoiles massives manquent de combustible, s’effondrent et explosent. Parfois, ces explosions produisent un “coup de fouet”, qui est ce qui a envoyé ce pulsar à travers les restes de l’explosion de la supernova. Un encart montre un gros plan de ce pulsar dans les rayons X de Chandra.
Pour faire cette découverte, les chercheurs ont comparé les images Chandra de G292.0+1.8 prises en 2006 et 2016. Une paire d’images supplémentaires montre le changement de position du pulsar sur la période de 10 ans. Le changement de position de la source est faible car le pulsar se trouve à environ 20 000 années-lumière de la Terre, mais il a parcouru environ 120 milliards de miles (190 milliards de km) au cours de cette période. Les chercheurs ont pu le mesurer en combinant les images haute résolution de Chandra avec une technique minutieuse de vérification des coordonnées du pulsar et d’autres sources de rayons X en utilisant les positions précises du satellite Gaia.
Positions du pulsar, 2006 et 2016. Crédit : X-ray : NASA/CXC/SAO/L. Xi et al.
L’équipe a calculé que le pulsar se déplace à au moins 1,4 million de miles par heure du centre du reste de supernova vers le bas à gauche. Cette vitesse est supérieure d’environ 30 % à une précédente estimation de la vitesse du pulsar qui était basée sur une méthode indirecte, en mesurant la distance entre le pulsar et le centre de l’explosion.
La vitesse du pulsar nouvellement déterminée indique que G292.0+1.8 et son pulsar pourraient être beaucoup plus jeunes que ce que les astronomes pensaient auparavant. Les chercheurs estiment que G292.0+1.8 aurait explosé il y a environ 2 000 ans, vu de la Terre, plutôt que 3 000 ans comme calculé précédemment. Cette nouvelle estimation de l’âge de G292.0+1.8 est basée sur l’extrapolation de la position du pulsar en arrière dans le temps afin qu’elle coïncide avec le centre de l’explosion.
Plusieurs civilisations du monde entier enregistraient des explosions de supernovas à cette époque, ce qui ouvre la possibilité que G292.0+1.8 ait été observé directement. Cependant, G292.0+1.8 est en dessous de l’horizon pour la plupart des civilisations de l’hémisphère nord qui auraient pu l’observer, et il n’y a aucun exemple enregistré d’une supernova observée dans l’hémisphère sud dans la direction de G292.0+1.8.
Une vue rapprochée du centre de l’image Chandra de G292+1.8. La direction du mouvement du pulsar est montrée (flèche), et la position du centre de l’explosion (ovale vert) basée sur le mouvement des débris vus dans les données optiques. La position du pulsar est extrapolée en arrière de 3 000 ans et le triangle représente l’incertitude de l’angle de l’extrapolation. L’accord de la position extrapolée avec le centre de l’explosion donne un âge d’environ 2 000 ans pour le pulsar et G292+1,8. Le centre de masse (croix) des éléments détectés par les rayons X dans les débris (Si, S, Ar, Ca) se trouve du côté opposé du centre de l’explosion par rapport au pulsar en mouvement. Cette asymétrie dans les débris en haut à droite de l’explosion a entraînéle pulsar étant projeté en bas à gauche, par conservation de l’élan. Crédit : X-ray : NASA/CXC/SAO/L. Xi et al. ; Optique : Palomar DSS2
En plus d’en savoir plus sur l’âge de G292.0+1.8, l’équipe de recherche a également examiné comment la supernova a donné au pulsar sa puissante impulsion. Il existe deux possibilités principales, toutes deux impliquant des matériaux qui n’ont pas été éjectés par la supernova de manière uniforme dans toutes les directions. L’une des possibilités est que les neutrinos produits dans l’explosion soient éjectés de manière asymétrique, et l’autre est que les débris de l’explosion soient éjectés de manière asymétrique. Si la matière a une direction préférée, le pulsar sera projeté dans la direction opposée en raison du principe de physique appelé conservation de la quantité de mouvement.
La quantité d’asymétrie des neutrinos nécessaire pour expliquer la vitesse élevée de ce dernier résultat serait extrême, ce qui soutient l’explication selon laquelle l’asymétrie des débris de l’explosion a donné au pulsar son impulsion.
L’énergie transmise au pulsar par cette explosion était gigantesque. Bien qu’il ne fasse que 15 km de diamètre, la masse du pulsar est 500 000 fois supérieure à celle de la Terre et il se déplace 20 fois plus vite que la vitesse de la Terre en orbite autour du Soleil.
Les derniers travaux de Xi Long et Paul Plucinksky (Center for Astrophysics Harvard & ; Smithsonian) sur G292.0+1.8 ont été présentés lors de la 240e réunion de l’American Astronomical Society à Pasadena, CA. Les résultats sont également discutés dans un article qui a été accepté pour publication dans The Astrophysical Journal. Les autres auteurs de cet article sont Daniel Patnaude et Terrance Gaetz, tous deux du Centre d’astrophysique.
Référence : “The Proper Motion of the Pulsar J1124-5916 in the Galactic Supernova Remnant G292.0+1.8” par Xi Long, Daniel J. Patnaude, Paul P. Plucinsky et Terrance J. Gaetz, Accepté, The Astrophysical Journal.
arXiv:2205.07951
Le Marshall Space Flight Center de la NASA gère le programme Chandra. Le Chandra X-ray Center du Smithsonian Astrophysical Observatory contrôle les opérations scientifiques depuis Cambridge, Massachusetts, et les opérations de vol depuis Burlington, Massachusetts.
