Źródło zdjęcia: NSF
Astronomowie wykorzystali dokładność bardzo długiej macierzy linii bazowej National Science Foundation (VLBA) do ustalenia odległości do pulsara. Obiekt o nazwie PSR B0656 + 14 był wcześniej uważany za znajdujący się w odległości do 2500 lat świetlnych, ale znajdował się w tym samym miejscu na niebie, co pozostałość po supernowej, która znajduje się zaledwie 1000 lat świetlnych stąd. Uważano, że to przypadek, ale nowy pomiar z VLBA określa pulsar w odległości 950 lat świetlnych; w tej samej odległości co resztka - oba zostały stworzone przez ten sam wybuch supernowej.
Lokalizacja, lokalizacja i lokalizacja. Stare powiedzenie nieruchomości o tym, co naprawdę ważne, okazało się przydatne w astrofizyce, ponieważ astronomowie wykorzystali ostrą radiową „wizję” Very Long Baseline Array (VLBA) National Science Foundation, aby wskazać odległość do pulsara. Ich dokładny pomiar odległości rozwiązał następnie spór o miejsce narodzin pulsara, pozwolił astronomom określić rozmiar gwiazdy neutronowej i być może rozwiązać zagadkę dotyczącą promieni kosmicznych.
„Uzyskanie dokładnej odległości od tego pulsara dało nam prawdziwą bonanzę”, powiedział Walter Brisken z National Radio Astronomy Observatory (NRAO) w Socorro, Nowy Meksyk.
Pulsar, zwany PSR B0656 + 14, znajduje się w gwiazdozbiorze Bliźniąt i wydaje się znajdować w pobliżu środka okrągłej pozostałości supernowej, która otacza Bliźnięta i jego sąsiadującą konstelację, Monoceros, i dlatego jest nazywany Pierścieniem Monogem. Ponieważ pulsary są superdenne, wirujące gwiazdy neutronowe pozostawione po wybuchu masywnej gwiazdy jako supernowej, logiczne było założenie, że Pierścień Monogem, skorupa gruzu po wybuchu supernowej, była pozostałością po wybuchu, który stworzył pulsar.
Jednak astronomowie stosujący pośrednie metody określania odległości do pulsara doszli do wniosku, że jest to prawie 2500 lat świetlnych od Ziemi. Z drugiej strony pozostałość po supernowej została określona na około 1000 lat świetlnych od Ziemi. Wydawało się mało prawdopodobne, aby te dwie były ze sobą powiązane, ale zamiast tego pojawiły się w pobliżu na niebie wyłącznie przez przypadkowe zestawienie.
Brisken i jego koledzy wykorzystali VLBA do precyzyjnych pomiarów położenia nieba PSR B0656 + 14 w latach 2000–2002. Byli w stanie wykryć niewielkie przesunięcie w widocznej pozycji obiektu, patrząc z przeciwnych stron orbity Ziemi wokół Słońca. Ten efekt, zwany paralaksą, zapewnia bezpośredni pomiar odległości.
„Nasze pomiary wykazały, że pulsar znajduje się w odległości około 950 lat świetlnych od Ziemi, zasadniczo w tej samej odległości, co pozostałość po supernowej”, powiedział Steve Thorsett z University of California, Santa Cruz. „Oznacza to, że prawie na pewno zostali stworzeni przez ten sam wybuch supernowej” - dodał.
Po rozwiązaniu tego problemu. astronomowie następnie zajęli się badaniem samej gwiazdy neutronowej pulsara. Korzystając z różnych danych z różnych teleskopów i uzbrojonych w nowy pomiar odległości, ustalili, że gwiazda neutronowa ma średnicę między 16 a 25 mil. Przy tak małym rozmiarze ma masę mniej więcej równą masie Słońca.
Kolejnym rezultatem poznania rzeczywistej odległości pulsara było udzielenie możliwej odpowiedzi na od dawna zadawane pytanie dotyczące promieni kosmicznych. Promienie kosmiczne to cząsteczki subatomowe lub jądra atomowe przyspieszane do niemal prędkości światła. Uważa się, że fale uderzeniowe w pozostałościach po supernowych są odpowiedzialne za przyspieszenie wielu z tych cząstek.
Naukowcy mogą mierzyć energię promieni kosmicznych i zauważyli nadmiar takich promieni w określonym zakresie energii. Niektórzy badacze sugerowali, że nadmiar może pochodzić z pojedynczej pozostałości supernowej około 1000 lat świetlnych stąd, której wybuch supernowej miał miejsce około 100 000 lat temu. Główną trudnością związaną z tą sugestią było to, że nie było akceptowanego kandydata na takie źródło.
„Nasz pomiar stawia teraz PSR B0656 + 14 i Pierścień Monogem we właściwym miejscu i we właściwym wieku, aby być źródłem tego nadmiaru promieni kosmicznych”, powiedział Brisken.
Dzięki zdolności VLBA, jednego z teleskopów NRAO, do wykonywania niezwykle precyzyjnych pomiarów pozycji, astronomowie oczekują jeszcze większej poprawy dokładności określania odległości.
„Ten pulsar staje się fascynującym laboratorium do badań astrofizyki i fizyki jądrowej” - powiedział Thorsett.
Oprócz Brisken i Thorsett w skład zespołu astronomów wchodzą Aaron Golden z National University of Ireland, Robert Benjamin z University of Wisconsin i Miller Goss z NRAO. Naukowcy informują o swoich wynikach w artykułach ukazujących się w Astrophysical Journal Letters w sierpniu.
VLBA to system dziesięciu anten radioteleskopów na całym kontynencie, od Hawajów na zachodzie po Wyspy Dziewicze Stanów Zjednoczonych na wschodzie, zapewniający największą moc rozdzielczą lub zdolność do dostrzegania drobnych szczegółów w astronomii. Dedykowany w 1993 roku, VLBA jest obsługiwany z NRAO Array Operations Center w Socorro, Nowy Meksyk.
National Radio Astronomy Observatory to placówka National Science Foundation, obsługiwana na podstawie umowy o współpracy przez Associated Universities, Inc.
Oryginalne źródło: NRAO News Release
