Billedkredit: NSF
Astronomer har brugt nøjagtigheden af National Science Foundation's Very Long Baseline Array (VLBA) for at fastlægge afstanden til en pulsar. Objektet, kaldet PSR B0656 + 14, blev tidligere antaget at være op til 2.500 lysår væk, men det var på samme sted på himlen som en supernova-rest, der kun er 1.000 lysår væk. Dette blev antaget at være en tilfældighed, men den nye måling fra VLBA fastgør pulsaren ved 950 lysår væk; den samme afstand som resten - de blev begge skabt af den samme supernova-eksplosion.
Placering, placering og placering. Den gamle ejendomsmåde om, hvad der virkelig er vigtigt, viste sig at gælde for astrofysik, da astronomer brugte den skarpe radiovision fra National Science Foundation's Very Long Baseline Array (VLBA) for at kortlægge afstanden til en pulsar. Deres nøjagtige afstandsmåling løste derefter en tvist om pulsars fødested, lod astronomerne bestemme størrelsen på dens neutronstjerne og muligvis løse et mysterium om kosmiske stråler.
”At få en nøjagtig afstand til denne pulsar gav os en rigtig bonanza,” sagde Walter Brisken fra National Radio Astronomy Observatory (NRAO) i Socorro, NM.
Pulsaren, kaldet PSR B0656 + 14, befinder sig i stjernebilledet Tvillingerne og ser ud til at være i nærheden af midten af en cirkulær supernova-rest, der ligger rundt om Gemini og dens nabokonstellation, Monoceros, og kaldes således Monogemringen. Da pulsarer er super tætte, spindende neutronstjerner, der er tilbage, når en massiv stjerne eksploderer som en supernova, var det logisk at antage, at Monogem-ringen, skalen af affald fra en supernova-eksplosion, var resten af den eksplosion, der skabte pulsaren.
Astronomer, der brugte indirekte metoder til bestemmelse af afstanden til pulsaren, havde imidlertid konkluderet, at det var næsten 2500 lysår fra Jorden. På den anden side blev supernova-resten bestemt til kun at være omkring 1000 lysår fra Jorden. Det syntes usandsynligt, at de to var beslægtede, men i stedet forekom nærliggende på himlen udelukkende ved en tilfældig sammenlægning.
Brisken og hans kolleger brugte VLBA til at foretage præcise målinger af himmelpositionen til PSR B0656 + 14 fra 2000 til 2002. De var i stand til at opdage den lille forskydning i objektets tilsyneladende position, når den blev set fra modsatte sider af Jordens bane omkring solen. Denne effekt, kaldet parallax, giver en direkte måling af afstanden.
”Vores målinger viste, at pulsaren er omkring 950 lysår fra Jorden, stort set den samme afstand som supernovaresten,” sagde Steve Thorsett fra University of California, Santa Cruz. ”Det betyder, at de to næsten helt sikkert blev skabt af den samme supernova-eksplosion,” tilføjede han.
Med det problem løst. astronomerne vendte sig derefter mod at studere selve pulsars neutronstjerne. Ved hjælp af en række data fra forskellige teleskoper og bevæbnet med den nye afstandsmåling bestemte de, at neutronstjernen er mellem 16 og 25 miles i diameter. I en sådan lille størrelse pakker det en masse, der er nogenlunde lig med solens.
Det næste resultat af at lære pulsars faktiske afstand var at give et muligt svar på et langvarigt spørgsmål om kosmiske stråler. Kosmiske stråler er subatomære partikler eller atomkerner, der accelereres til næsten lysets hastighed. Stødbølger i supernova-rester menes at være ansvarlige for at accelerere mange af disse partikler.
Forskere kan måle energien fra kosmiske stråler og havde bemærket et overskud af sådanne stråler i et specifikt energiområde. Nogle forskere havde antydet, at overskuddet kunne komme fra en enkelt supernova-rest omkring 1000 lysår væk, hvis supernovaeksplosion var for ca. 100.000 år siden. Den største vanskelighed med dette forslag var, at der ikke var nogen accepteret kandidat til en sådan kilde.
”Vores måling sætter nu PSR B0656 + 14 og Monogem-ringen på nøjagtigt det rigtige sted og på nøjagtig den rigtige alder for at være kilden til dette overskud af kosmiske stråler,” sagde Brisken.
Med VLBA's, en af NRAO's teleskoper, til at foretage ekstremt præcise positionsmålinger, forventer astronomerne at forbedre nøjagtigheden af deres afstandbestemmelse endnu mere.
”Denne pulsar bliver et fascinerende laboratorium til studier af astrofysik og nukleær fysik,” sagde Thorsett.
Foruden Brisken og Thorsett inkluderer teamet af astronomer Aaron Golden fra National University of Ireland, Robert Benjamin fra University of Wisconsin og Miller Goss fra NRAO. Forskerne rapporterer deres resultater i artikler, der vises i Astrophysical Journal Letters i august.
VLBA er et kontinentbredt system med ti radioteleskopantenner, der spænder fra Hawaii i vest til de amerikanske Jomfruøer i øst, hvilket giver den største opløsningsevne eller evnen til at se fine detaljer i astronomi. VLBA, der er dedikeret i 1993, drives fra NRAOs Array Operations Center i Socorro, New Mexico.
National Radio Astronomy Observatory er en facilitet fra National Science Foundation, der drives under samarbejdsaftale af Associated Universities, Inc.
Original kilde: NRAO nyhedsmeddelelse
