Pulsarsti over ca. 2,5 millioner år. Billedkredit: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF Klik for større billede
En hurtig, superdense neutronstjerne fik på en eller anden måde et kraftfuldt "kick", der driver det helt ud af vores Mælkevejsgalakse ind i den kolde enorme intergalaktiske rum. Dens opdagelse er forvirrende astronomer, der brugte National Science Foundation's Very Long Baseline Array (VLBA) radioteleskop til direkte at måle den hurtigste hastighed, der endnu er fundet i en neutronstjerne.
Neutronstjernen er resterne af en massiv stjerne født i stjernebilledet Cygnus, der eksploderede for cirka to og en halv million år siden i en titanisk eksplosion, der blev kendt som en supernova. Ultræpræcise VLBA-målinger af dens afstand og bevægelse viser, at det er på vej til uundgåeligt at forlade vores Galaxy.
”Vi ved, at supernovaeksplosioner kan give et spark til den resulterende neutronstjerne, men den enorme hastighed af dette objekt skubber grænserne for vores nuværende forståelse,” sagde Shami Chatterjee fra National Radio Astronomy Observatory (NRAO) og Harvard-Smithsonian Center for astrofysik. ”Denne opdagelse er meget vanskelig for de nyeste modeller af supernova-kernekollaps at forklare,” tilføjede han.
Chatterjee og hans kolleger brugte VLBA til at studere pulsar B1508 + 55, omkring 7700 lysår fra Jorden. Med den ultrasharp radio "vision" af den kontinentbrede VLBA, var de i stand til præcist at måle både afstanden og hastigheden af pulsaren, en spinding neutronstjerne, der udsender kraftige stråler af radiobølger. Plotning af dens bevægelse bagud pegede på en fødested blandt grupper af gigantiske stjerner i stjernebilledet Cygnus - stjerner så massive, at de uundgåeligt eksploderer som supernovaer.
”Dette er den første direkte måling af en neutronstjerners hastighed, der overstiger 1.000 kilometer i sekundet,” sagde Walter Brisken, en NRAO-astronom. ”De fleste tidligere skøn over neutronstjernehastigheder var afhængige af uddannede gætte om deres afstand. Med denne har vi en præcis, direkte måling af afstanden, så vi kan måle hastigheden direkte, ”sagde Brisken. VLBA-målingerne viser, at pulsaren bevæger sig næsten 1100 kilometer (mere end 670 miles) i sekundet - cirka 150 gange hurtigere end en kredsende rumfærge. Ved denne hastighed kunne den rejse fra London til New York på fem sekunder.
For at måle pulsars afstand var astronomerne nødt til at opdage en “slingring” i dens position forårsaget af jordens bevægelse omkring solen. Denne "wobble" var nogenlunde længden af en baseball bat, set fra månen. Derefter kunne forskerne beregne pulsars hastighed med den bestemte afstand ved at måle dens bevægelse over himlen.
”Bevægelsen, vi målte med VLBA, var omtrent lig med at se en hjemmekørselkugle i Boston's Fenway Park fra et sæde på Månen,” forklarede Chatterjee. ”Imidlertid tog det pulsar næsten 22 måneder at vise så meget tilsyneladende bevægelse. VLBA er det bedst mulige teleskop til sporing af så små tilsyneladende bevægelser. ”
Stjernens formodede fødested blandt kæmpe stjerner i stjernebilledet Cygnus ligger inden for Mælkevejen, en spiralgalakse. De nye VLBA-observationer indikerer, at neutronstjernen nu ledes væk fra Mælkevejens fly med tilstrækkelig hastighed til at tage den helt ud af Galaxy. Siden supernovaeksplosionen for næsten 2 og en halv million år siden, har pulsaren bevæget sig hen over en tredjedel af nattehimmlen set fra Jorden.
”Vi har i nogen tid troet, at supernovaeksplosioner kan give et spark til den resulterende neutronstjerne, men de nyeste computermodeller af denne proces har ikke produceret hastigheder overalt i nærheden af det, vi ser i dette objekt,” sagde Chatterjee. ”Det betyder, at modellerne skal kontrolleres og muligvis korrigeres for at redegøre for vores observationer,” sagde han.
”Der er også nogle andre processer, der muligvis kan tilføje den hastighed, der er produceret af supernova-kicket, men vi bliver nødt til at undersøge mere grundigt for at drage nogen faste konklusioner,” sagde Wouter Vlemmings fra Jodrell Bank Observatory i England og Cornell University i USA
Observationer af B1508 + 55 var en del af et større projekt til brug af VLBA til at måle afstande og bevægelser for adskillige pulsarer. ”Dette er det første resultat af dette langvarige projekt, og det er temmelig spændende at have noget så spektakulært kommet dette tidligt,” sagde Brisken. VLBA-observationer blev foretaget ved radiofrekvenser mellem 1,4 og 1,7 GigaHertz.
Chatterjee, Vlemmings og Brisken arbejdede med Joseph Lazio fra Naval Research Laboratory, James Cordes fra Cornell University, Miller Goss fra NRAO, Stephen Thorsett fra University of California, Santa Cruz, Edward Fomalont fra NRAO, Andrew Lyne og Michael Kramer, begge Jodrell Bank Observatorium. Forskerne præsenterede deres fund i 1. september-udgaven af Astrophysical Journal Letters.
VLBA er et system med ti radioteleskopantenner, der hver har en skål på 25 meter (82 fod) i diameter og vejer 240 ton. Fra Mauna Kea på Big Island of Hawaii til St. Croix i de amerikanske Jomfruøer, spænder VLBA over 5.000 miles, hvilket giver astronomer den skarpeste vision for ethvert teleskop på Jorden eller i rummet.
National Radio Astronomy Observatory er en facilitet fra National Science Foundation, der drives under samarbejdsaftale af Associated Universities, Inc.
Hovedkvarter i Cambridge, Massachusetts, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), er et fælles samarbejde mellem Smithsonian Astrophysical Observatory og Harvard College Observatory. CfA-forskere organiseret i syv forskningsafdelinger studerer universets oprindelse, evolution og endelige skæbne.
Original kilde: CfA News Release
