Młody pulsar przemierza Drogę Mleczną z prędkością ponad 1,5 miliona kilometrów na godzinę. Gwiazda ta, wykryta przez amerykański teleskop Chandra w paśmie fal rentgenowskich, jest jednym z najszybszych obiektów, które kiedykolwiek zostały zaobserwowane.

Pulsary to bardzo szybko obracające się gwiazdy neutronowe, powstające po śmierci masywnych gwiazd. Ten konkretny pulsar pędzi przez pozostałości po supernowej, która go stworzyła – G292.0+1.8 – około 200 000 lat świetlnych od nas.

Dzięki Chandrze naukowcy byli w stanie bezpośrednio zaobserwować ruch tego pulsara. Aby go wykryć z tak dużej odległości, musieli zmierzyć odległość tak małą, jak średnica monety pięciogroszowej obserwowanej z odległości 24 kilometrów.

By dokonać tego odkrycia, naukowcy porównali zdjęcia G292.0+1.8 zrobione przez Chandrę w roku 2006 i 2016. Wykorzystując dane o przemieszczeniu pulsara na przestrzeni 10 lat, udało im się policzyć, że pulsar oddala się od miejsca wybuchu z prędkością około 2,25 miliona km na godzinę. To prędkość około 30% większa niż ta wynikająca z poprzednich obliczeń, bazujących na tym, jak daleko pulsar znajduje się od środka supernowej.

Artystyczne wyobrażenie teleskopu Chandra.

Dzięki tym nowym obliczeniom naukowcy byli w stanie stwierdzić, że pulsar jest młodszy, niż wcześniej sądzono. Do Ziemi światło z wybuchu supernowej dotarło 2000 lat temu – a nie 3000, co wynikało z poprzednich obliczeń. W tamtym czasie wiele różnych cywilizacji na całym świecie czyniło zapiski na temat zaobserwowanych zjawisk na nocnym niebie, co może oznaczać, że G292.0+1.8 była zaobserwowana bezpośrednio przez ludzi.

Na przestrzeni dziejów niewiele supernowych było opisanych przez ludzi, którzy mogli je zaobserwować w momencie wybuchu, i potwierdzonych przez współczesne obserwacje. Dlatego właśnie odkrycie wieku G292.0+1.8 i sprawdzenie, czy ktoś ją opisał, jest tak ważne. Niestety, supernowa ta znajdowała się pod horyzontem dla większości cywilizacji mieszkających na półkuli północnej i nie ma żadnych zapisków o jakimkolwiek wybuchu supernowej spisanych przez cywilizacje z południa.

Oprócz obliczenia wieku G292.0+1.8, najnowsze badania skupiły się na tym, jak supernowa wystrzeliła pulsara z tak dużą prędkością. Istnieją dwie główne hipotezy, obydwie opierające się na nierównym wystrzale masy supernowej podczas wybuchu. Pierwsza z nich głosi, że neutrina wytworzone w trakcie eksplozji zostały wystrzelone asymetrycznie, a druga, że to gazy zostały wystrzelone asymetrycznie. Jeśli większa część materii zostaje wystrzelona w jednym kierunku, to zgodnie z prawami fizyki pulsar zostanie odrzucony w przeciwną stronę.

Ilość neutrin, które musiałyby być wyrzucone asymetrycznie, by nadać pulsarowi tak dużą prędkość, musiałaby być olbrzymia. Dlatego hipoteza, że to asymetria wyrzucanych gazów spowodowała odrzut, jest bardziej prawdopodobna. Fakt, że poprzednie obserwacje dowiodły oddalanie się pulsara od fal rentgenowskich również potwierdza tę hipotezę.

Ilość energii, którą otrzymał pulsar w trakcie wybuchu, była ogromna. Mimo, że pulsar ma średnicę zaledwie 16 km, ma masę aż 500 000 razy większą niż ziemska i przemieszcza się z prędkością 20 razy większą niż prędkość orbitalna Ziemi. Energia kinetyczna tego pulsara jest aż 200 milionów razy większa niż energia Ziemi orbitującej wokół Słońca. 

Prawdziwa prędkość tego pulsara jest prawdopodobnie jeszcze większa niż 2,25 milionów kilometrów na godzinę, ponieważ metoda mierzenia jego prędkości użyta przez naukowców nie uwzględnia ruchu do lub od obserwatora. Według jednego z zespołów pracujących nad badaniem tego pulsara, jego prędkość wzdłuż linii obserwator-pulsar wynosi aż 1,29 milionów kilometrów na godzinę, co zmienia jego prędkość całkowitą na 2,57 milionów kilometrów na godzinę.

Naukowcy byli w stanie wykryć tak małe różnice w pozycji pulsara dzięki wysokiej jakości zdjęciom zrobionym przez Chandrę i dokładnemu porównywaniu koordynatów pulsara i okolicznych źródeł promieniowania rentgenowskiego dostarczonym przez europejskiego satelitę Gaia.

Autor

Małgorzata Jędruszek