Un jeune pulsar flamboie à travers la Voie lactée à une vitesse de plus d'un million de miles par heure. Ce speedster stellaire, observé par l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA, est l'un des objets les plus rapides de ce type jamais vus. Ce résultat en apprend davantage aux astronomes sur la façon dont certaines des plus grandes étoiles mettent fin à leur vie.

Les pulsars sont des étoiles à neutrons à rotation rapide qui se forment lorsque certaines étoiles massives manquent de carburant, s'effondrent et explosent. Ce pulsar traverse les restes de l'explosion de supernova qui l'a créé, appelée G292.0+1.8, située à environ 20 000 années-lumière de la Terre.

"Nous avons vu directement le mouvement du pulsar dans les rayons X, quelque chose que nous ne pouvions faire qu'avec la vision très nette de Chandra", a déclaré Xi Long du Center for Astrophysics | Harvard &Smithsonian (CfA), qui a dirigé l'étude. "Parce qu'il est si éloigné, nous avons dû mesurer l'équivalent de la largeur d'un quart à environ 15 milles pour voir ce mouvement."

Pour faire cette découverte, les chercheurs ont comparé des images Chandra de G292.0+1.8 prises en 2006 et 2016. D'après le changement de position du pulsar sur une période de 10 ans, ils ont calculé qu'il se déplace d'au moins 1,4 million de miles par heure depuis le centre du reste de la supernova en bas à gauche. Cette vitesse est d'environ 30 % supérieure à une estimation précédente de la vitesse du pulsar basée sur une méthode indirecte, en mesurant la distance entre le pulsar et le centre de l'explosion.

La vitesse nouvellement déterminée du pulsar indique que G292.0 + 1.8 et son pulsar pourraient être beaucoup plus jeunes que ce que les astronomes pensaient auparavant. Xi et son équipe estiment que G292.0+1.8 aurait explosé il y a environ 2 000 ans vu de la Terre, plutôt qu'il y a 3 000 ans comme calculé précédemment. Plusieurs civilisations autour du globe enregistraient des explosions de supernova à cette époque, ouvrant la possibilité que G292.0+1.8 ait été directement observé.

"Nous n'avons qu'une poignée d'explosions de supernova qui ont également un enregistrement historique fiable qui leur est lié", a déclaré le co-auteur Daniel Patnaude, également du CfA, "nous avons donc voulu vérifier si G292.0 + 1.8 pouvait être ajouté à cela. groupe."

Cependant, G292.0+1.8 est sous 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.

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 son puissant coup de pied. Il existe deux possibilités principales, toutes deux impliquant que la matière ne soit pas éjectée uniformément par la supernova dans toutes les directions. Une possibilité est que les neutrinos produits lors de l'explosion soient éjectés de l'explosion de manière asymétrique, et l'autre est que les débris de l'explosion soient éjectés de manière asymétrique. Si le matériau a une direction préférée, le pulsar sera lancé dans la direction opposée en raison du principe de physique appelé la 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 appuie l'explication selon laquelle l'asymétrie dans les débris de l'explosion a donné son coup de pied au pulsar. Cela concorde avec une observation précédente selon laquelle le pulsar se déplace dans la direction opposée à la masse du gaz émetteur de rayons X.

L'énergie transmise au pulsar par cette explosion était gigantesque. Bien qu'il ne mesure qu'environ 16 kilomètres de diamètre, la masse du pulsar est 500 000 fois celle de la Terre, et il se déplace 20 fois plus vite que la vitesse de la Terre en orbite autour du Soleil.

"Ce pulsar est environ 200 millions de fois plus énergétique que le mouvement de la Terre autour du Soleil", a déclaré le co-auteur Paul Plucinsky, également de CfA. "Il semble avoir reçu son puissant coup de pied simplement parce que l'explosion de la supernova était asymétrique."

La vitesse réelle dans l'espace est susceptible d'être supérieure à 1,4 million de miles par heure car la technique d'imagerie ne mesure que le mouvement d'un côté à l'autre, plutôt que le long de notre ligne de visée vers le pulsar. Une étude indépendante Chandra de G292.0 + 1.8 menée par Tea Temim de l'Université de Princeton suggère que la vitesse le long de la ligne de visée est d'environ 800 000 miles par heure, ce qui donne une vitesse totale de 1,6 million de miles par heure. Un article décrivant ce travail a récemment été accepté pour publication dans The Astrophysical Journal .

Les chercheurs ont pu mesurer un si petit décalage parce qu'ils ont combiné 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 des positions précises du satellite Gaia de l'Agence spatiale européenne.

Les derniers travaux de Xi et de son équipe sur G292.0 + 1.8 ont été présentés lors de la 240e réunion de l'American Astronomical Society à Pasadena, en Californie. Les résultats sont également discutés dans un article qui a été accepté pour publication par The Astrophysical Journal . + Explorer plus loin

Vidéo :comment expulser un pulsar de la galaxie