Super-Hurtig Vind Kan Forklare, Krabbe-Tågen Mægtige Energi Bjælker

0
150

En kunstners opfattelse af pulsar i centrum af Krabbe-Tågen, med Hubble Space Telescope billede af tågen i baggrunden. Forskere ved hjælp af VERITAS telescope har opdaget pulser af høj-energi-og gamma-stråler, der kommer fra dette objekt.
Kredit: David A. Aguilar / NASA / ESA

I hjertet af den berømte Krabbe-tågen har et astronomisk puslespil: en intens kraftcenter af stråling, der har trodset alle forsøg fra astronomer til at forklare det.

Nu tyder en ny undersøgelse på disse høj-energi-og gamma-stråler kommer ikke fra en pulsar i centrum af Krabbe-tågen, men snarere fra en hurtig bevægelse vind menes at vindstød fra nær pulsar.

“Dette puslespil – disse uventede, meget høj-energi gamma-ray-emissioner – kommer ikke fra pulsar, men fra vinden,” sagde lederen af undersøgelsen Felix Aharonian af Dublin Institute for Advanced Studies i Irland. “Vi er overbevist om, at dette er den mest naturlige måde at forklare denne vej for emission.”

De detaljerede resultater af den undersøgelse, der blev offentliggjort online i dag (Feb. 15) i tidsskriftet Nature.

Krabbe-tågen er en af de mest studerede objekter i rummet. Det er vraget af en voldelig stjernes eksplosion, kaldet en supernova. Den døende stjerne, der var placeret 6,500 lysår fra Jorden i stjernebilledet Tyren, når den spektakulære supernova eksplosion fandt sted. Lyset fra denne blast blev bemærket og indspillet i år 1054 af Kinesiske og Native American skygazers.

I hjertet af Krabbe-tågen er en pulsar – resterne af den originale star ‘ s kerne, der kollapsede på sig selv i en super-tæt, roterende neutron-stjerne. Dette pulsar, som er så tætte, at det har en større masse end solen, spins 30 gange i sekundet. [50 Fabelagtig Dyb-Plads, Tåge Fotos]

Fra i tågen ‘ s farverige folder af gas -, Krabbe pulsar udsender en konstant stråle af stråling, der fejer rundt, svarende til et fyrtårn. Når den ses gennem jordbaserede teleskoper på Jorden, disse bjælker synes at være pulserende.

Dette billede af Krabbe-Tågen kombinerer synligt lys (grøn) og radio-bølger (rød), der udsendes af resterne af den kataklysmiske supernova eksplosion i år 1054, og X-ray-tågen (blå) oprettet inde i det optiske tågen af en neutronstjerne (den kollapsede kerne af massiv stjerne ødelagt i eksplosionen).
Kredit: X-ray: NASA/CXC/ASU/J. Hester et al.; Optisk: NASA/HST/ASU/J. Hester et al.; Radio: NRAO/AUI/NSF

Når gamma-ray bjælker blev opdaget på energi-niveauer højere end nogen teorier forudsagde, forskere’ første tanker var, at de emissioner, der blev produceret af pulsar, da den stråling, syntes også at pulsen.

Men ved at spore stien til den energi, Aharonian og hans kolleger forudser, at gamma-stråler er produceret i stedet af en accelererende vind, der stammer nær pulsar.

For næsten 40 år, astronomer og fysikere har antaget, at eksistensen af denne elektron-positron vind baseret på egenskaberne af pulsar og tågen, men vinden har aldrig været direkte opdaget.

“Al energi fra luften går til vinden, og vinden går til tågen, og bærer energi, så vinden er en slags bro mellem tågen og pulsar,” fortalte Aharonian SPACE.com. “Vi har aldrig oplevet, at den vind, men vi postulat sin eksistens, fordi vi ikke kan opleve noget i Krabbe-tågen uden at vind. Det kom fra en teori, men vi tror fuldt og fast, at fordi vi ikke har andre ideer om, hvordan disse energier kan overføres fra pulsar tågen.”

Fokus på pulsar sig selv, Aharonian sagde, havde været forståeligt: “Den periode af impuls-emission er præcis den samme som den ønskede periode af pulsar, så konklusionen er til en vis grad virkede indlysende: Hvis du kan se, impuls-emission med præcis samme periode, så kan du forvente, at denne udledning kommer fra luften.”

Men da vinden strømmer fra pulsar til tåge, partikler interagerer med fotoner fra pulsar, som skaber denne effekt, tilføjede han. Fotoner er den mindste og mest grundlæggende enhed af lys.

“Fotoner er overalt, men massefylden er ikke tilstrækkeligt til at producere observerbare og påviselige gamma-stråler,” Aharonian sagde.

Hubble Space Telescope har fanget de mest detaljerede visning af Krabbe-Tågen i en af de største billeder, der nogensinde er assembed af plads-baserede observatorium.
Credit: NASA/ESA og Jeff Hester (Arizona State University).

Forskerne studerede adfærd vinden langs sin vej, og bemærkede, at det er domineret af elektromagnetisk energi i starten, men den energi, der bliver mere kinetisk “på en eller anden måde, et eller andet sted”, som vinden bevæger sig væk fra pulsar, Aharonian sagde. “Når denne konvertering finder sted, vinden bliver fremskyndet til meget højere energier.”

Forskerne var også i stand til at indsnævre den sandsynlige område, hvor den energi, der er konverteret.

“Vinden kan ikke være meget tæt på pulsar, ellers gamma-ray-udledningen vil være højere,” Aharonian sagde. “Men vinden kan ikke være meget længere væk fra pulsar, fordi målet fotoner vil blive sløvet med afstanden. Så der skal også være plads til kompromis.”

Forskerne har beregnet en smal zone, hvor vinden sandsynligvis accelererer, men Aharonian sagde, at fremtidige undersøgelser vil være nødvendige for bedre at kunne karakterisere den adfærd, der af vinden og den deraf følgende gamma-ray energi.

“Hvis vi ved, at strålingen, der kommer fra denne vind, der var, før der forventes at være usynlig, og vi ved, hvor vinden er produceret, nu fremtiden teorier, der skal forklare, hvorfor vinden accelererer når det sker,” Aharonian sagde.

Du kan følge SPACE.com personale forfatter Denise Chow på Twitter @denisechow. Følg SPACE.com for det nyeste inden for rumforskning og-efterforskning nyheder på Twitter @Spacedotcom og på Facebook.

Redaktørens Anbefalinger

  • Galleri: Mærkelige Tågen Former, Hvad Ser Du?

  • Top 10 Mærkeligste Ting i Rummet

  • Supernova Billeder: Store Billeder af Stjernede Eksplosioner