Astronomowie z uniwersytetów w stanach Massachusetts i Columbia odkryli pulsar „Bycze Oko” znajdujący się wewnątrz jasnego pierścienia będącego źródłem wysokoenergetycznych cząstek. Pulsar odkryto w pozostałości po wybuchu gwiazdy supernowej. Odkrycie, którego dokonano za pomocą satelitarnego teleskopu rentgenowskiego Chandra i radioteleskopu w Arecibo, pozwoli uczonym lepiej zrozumieć w jaki sposób gwiazda neutronowa rozpędza cząstki do prędkości bliskich prędkości światła.

Wykonane przez Chandrę zdjęcie pozostałości po supernowej, oznaczonej jako SNR G54.1+0.3, ukazuje jasne punktowe źródło centralne otoczone przez pierścień oraz dwie struktury w kształcie dżetów w mgławicy będącej źródłem wysokoenergetycznych cząstek. Dane radiowe wskazują na to, że źródło centralne jest gwiazdą neutronową, obracającym się 7 razy na sekundę pulsarem.

„Znalezione przez Chandrę szczegóły są skutkiem wypływu promieniowania i cząstek z szybko obracającej się gwiazdy neutronowej, powstałej w wyniku wybuchu gwiazdy supernowej” – powiedział kierujący badaniami rentgenowskimi Fangjun Lu z Uniwersytetu Massachusetts.

Lu i jego zespół poinformowali o swoim odkryciu Fernanda Camila z Uniwersytetu w stanie Columbia. Camilo i jego zespół wykorzystał potężny radioteleskop w Arecibo do obserwacji pulsów radiowych dobiegających od gwiazdy neutronowej znajdującej się w środku pierścienia. Późniejsze obserwacje pulsara i pozostałości po supernowej pozwoliły na oszacowanie ich wieku na około 3000 lat. Analiza danych z satelity ASCA potwierdziła, że źródło pulsuje również w promieniowaniu rentgenowskim.

„Odkrycie to jest doskonałym przykładem tego, jak doskonała zdolność rozdzielcza Chandry i poprawione możliwości Arecibo mogą współpracować we wspólnych badaniach” – powiedział Camilo. „Mamy nadzieję na dalszy postęp w zrozumieniu własności młodych gwiazd neutronowych„.

Silne pole elektryczne wokół gwiazdy neutronowej rozpędza cząstki, które formują dżety wystrzeliwujące z okolic biegunowych oraz dysk materii i antymaterii oddalający się od równika z ogromną prędkością. Kiedy ten równikowy wypływ uderza w cząstki i pole magnetyczne znajdujące się w mgławicy, powstaje fala uderzeniowa. Rozpędza ona cząstki do prędkości podświetlnych. Zaczynają one wysyłać promieniowanie X tworzące jasny pierścień. Cząstki kontynuują swój lot tworząc wielką mgławicę, mającą obecnie rozmiar około 6 lat świetlnych.

Szczegóły zaobserwowane w SNR G54.1+0.3 są bardzo podobne do obserwowanych w innych pulsarach z mgławicami, znalezionych przez Chandrę w Mgławicy Krab, pozostałości po supernowej Vela i B1509-58. Dzięki analizie podobieństw i różnic pomiędzy tymi obiektami, uczeni mają nadzieje lepiej zrozumieć fascynujący proces zamiany energii obrotowej gwiazdy neutronowej w energię wysokoenergetycznych cząstek przy jednoczesnym niewielkim cieplnym promieniowaniu powstałym na skutek tarcia.