天文学家捕捉宇宙之手撞击墙壁-观察爆炸波以900万英里每小时的速度移动

脉冲星的手

天文学家捕捉到了爆炸后恒星残骸膨胀的运动。钱德拉14年来的数据显示,爆炸产生的冲击波和碎片正在远离爆炸现场。这些图形展示了钱德拉观测到的整个手形星云,它是由爆炸后留下的脉冲星产生的。这些特写突出了爆炸冲击波在“指尖”附近区域的运动。这些固定的正方形包围着镁和氖的团块,这些团块可能是在恒星爆炸前形成的,一旦恒星爆炸就会射入太空。天文学家估计,它在撞击了邻近的气蘑菇云后,从最初的爆炸开始减速,但仍在以近900万英里每小时的速度移动。资料来源:NASA/SAO/NCSU/Borkowski等

  • 观察爆炸恒星的冲击波以近900万英里每小时的速度移动。
  • 天文学家结合了美国宇航局钱德拉x射线天文台14年来的数据,捕捉到了这一运动。
  • 这个手形结构是恒星爆炸后留下的脉冲星吹出的能量和粒子组成的星云。
  • 冲击波撞击来自邻近云层的气体墙,导致其速度减慢。

利用美国宇航局的钱德拉x射线天文台,人们首次测量到了一个非凡的宇宙结构的运动。爆炸后的恒星产生的冲击波和碎片会远离爆炸现场,并与周围的气体壁发生碰撞。

天文学家估计,超新星爆炸发出的光大约在1700年前到达地球,也就是玛雅帝国繁荣和金朝统治中国的时候。然而,按照宇宙的标准,由爆炸形成的超新星遗迹被称为MSH 15-52,是银河系中最年轻的超新星之一。爆炸还产生了一颗超致密、磁化的恒星,叫做脉冲星,它随后产生了一个高能粒子气泡,一个发射x射线的星云。

自爆炸以来,超新星遗迹——由碎星的碎片构成,加上爆炸产生的冲击波——和x射线星云在向外扩张的过程中一直在发生变化。值得注意的是,超新星遗迹和x射线星云现在看起来像手指和手掌的形状。

此前,天文学家发布“手”的完整钱德拉视图,如主图所示。一项新的研究报告了与这只手有关的超新星残骸在撞击一团名为RCW 89的气体云时移动的速度。这个云的内缘形成了一个气体墙,距离爆炸中心大约35光年。

为了追踪运动,该团队使用了钱德拉2004年、2008年的数据,然后是2017年底和2018年初的观测结果的综合图像。

时间间隔:2004年、2008年、2018年

矩形(固定在空间中)突出了爆炸冲击波的运动,它位于一个指尖附近。这一特征以每小时九百万英里的速度移动。这些固定的方块(见下图)包围着镁和氖的团块,这些团块很可能是在恒星爆炸前形成的,在恒星爆炸后被射入太空。一些爆炸碎片以更快的速度移动,速度超过每小时1100万英里。2018年的彩色图像显示,手指是蓝色和绿色的,镁块和霓虹块是红色和黄色的。

虽然这是惊人的高速度,但它们实际上代表着遗迹的减速。研究人员估计,要到达rcw89的最远边缘,物质的平均速度必须达到每小时近3000万英里。这个估计是基于超新星残骸的年龄和爆炸中心与rcw89之间的距离。这种速度上的差异意味着,该材料经过了一个低密度的气体腔,然后在进入rcw89时显著减速。

爆炸恒星可能损失了部分或全部的外层氢气的风,形成空腔,在爆炸之前,一样恒星爆炸形成了著名的超新星遗迹仙后座a (Cas),这是更年轻的年龄约为350年。大约30%坍缩形成超新星的大质量恒星属于这种类型。从最初的速度和密度来看,在这个1700年的超新星遗迹中看到的碎片团可能是Cas A中看到的那些在可见光波长下的碎片的更老版本。这意味着这两个天体可能有相同的爆炸源,这可能与带有剥离的氢气层的恒星爆炸有关。然而,天文学家还不了解这种情况的细节,并将继续研究这种可能性。

一篇描述这些结果的论文发表在2020年6月1日的《天体物理学杂志快报.这项研究的作者Kazimierz Borkowski, Stephen Reynolds和William Miltich都来自位于罗利的北卡罗来纳州立大学。

参考文献:Kazimierz J. Borkowski, Stephen P. Reynolds和William Miltich于2021年5月29日发表的《年轻核心坍亡超新星遗迹MSH 15-52/RCW 89中的快速冲击波和喷射物》《天体物理学杂志快报
2041 - 8213 . DOI: 10.3847 / / ab91c0

NASA的马歇尔太空飞行中心管理钱德拉项目。史密森天体物理天文台的钱德拉x射线中心控制着马萨诸塞州剑桥的科学和马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作。

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