Bildkredit: NSF
Astronomer har använt noggrannheten i National Science Foundation: s Very Long Baseline Array (VLBA) för att fastställa avståndet till en pulsar. Objektet, kallad PSR B0656 + 14, ansågs tidigare vara upp till 2500 ljusår bort, men det var på samma plats på himlen som en supernova-rest som bara är 1 000 ljusår bort. Detta ansågs vara en slump, men den nya mätningen från VLBA fixar pulsaren på 950 ljusår bort; samma avstånd som resten - de skapades båda av samma supernova-sprängning.
Läge, plats och plats. Den gamla fastighetsmässan om vad som verkligen är viktigt visade sig gälla för astrofysik eftersom astronomer använde den skarpa radiovisionen från National Science Foundation: s Very Long Baseline Array (VLBA) för att fastställa avståndet till en pulsar. Deras exakta avståndsmätning löste sedan en tvist om pulsars födelseplats, tillät astronomerna att bestämma storleken på dess neutronstjärna och eventuellt lösa ett mysterium om kosmiska strålar.
"Att få ett exakt avstånd till denna pulsar gav oss en riktig bonanza," sade Walter Brisken, från National Radio Astronomy Observatory (NRAO) i Socorro, NM.
Pulsaren, kallad PSR B0656 + 14, befinner sig i konstellationen Tvillingarna och verkar vara nära mitten av en cirkulär supernova-rest som sträcker sig över Tvillingarna och dess angränsande konstellation, Monoceros, och kallas sålunda Monogem-ringen. Eftersom pulsars är supertäta, snurrande neutronstjärnor som är kvar när en massiv stjärna exploderar som en supernova, var det logiskt att anta att Monogem-ringen, skalet av skräp från en supernovaexplosion, var resterna av explosionen som skapade pulsaren.
Astronomer som använde indirekta metoder för att bestämma avståndet till pulsaren hade dock kommit fram till att det var nästan 2500 ljusår från Jorden. Å andra sidan bestämdes supernovarresten att befinna sig bara omkring 1000 ljusår från Jorden. Det verkade osannolikt att de två var släkt, men i stället verkade det i närheten av himlen enbart av en tillfällig sammansättning.
Brisken och hans kollegor använde VLBA för att göra exakta mätningar av himmelens position för PSR B0656 + 14 från 2000 till 2002. De kunde upptäcka den lilla förskjutningen i objektets uppenbara position när de ses från motsatta sidor av jordens bana runt solen. Denna effekt, kallad parallax, ger en direkt mätning av avståndet.
"Våra mätningar visade att pulsaren är ungefär 950 ljusår från jorden, väsentligen på samma avstånd som supernovaresten," sade Steve Thorsett, University of California, Santa Cruz. "Det betyder att de två nästan säkert skapades av samma supernova-sprängning," tillade han.
Med det löste problemet. astronomerna vände sig sedan att studera själva pulsars neutronstjärna. Med hjälp av en mängd data från olika teleskop och beväpnade med den nya avståndsmätningen, bestämde de att neutronstjärnan är mellan 16 och 25 mil i diameter. I en så liten storlek packar den en massa som är ungefär lika stor som solen.
Nästa resultat av att lära sig pulsars faktiska avstånd var att ge ett möjligt svar på en långvarig fråga om kosmiska strålar. Kosmiska strålar är subatomära partiklar eller atomkärnor som accelereras till nästan ljusets hastighet. Chockvågor i supernovarester anses vara ansvariga för att påskynda många av dessa partiklar.
Forskare kan mäta energin från kosmiska strålar och hade noterat ett överskott av sådana strålar i ett specifikt energiområde. Vissa forskare hade föreslagit att överskottet skulle kunna komma från en enda supernova-kvarleva cirka 1000 ljusår bort vars supernovaexplosion var för cirka 100 000 år sedan. Den främsta svårigheten med detta förslag var att det inte fanns någon accepterad kandidat för en sådan källa.
"Vår mätning sätter nu PSR B0656 + 14 och Monogem-ringen på exakt rätt plats och på exakt rätt ålder för att vara källan till detta överskott av kosmiska strålar," sade Brisken.
Med VLBA: s, ett av NRAO: s teleskoper, att göra extremt exakta positionsmätningar, förväntar sig astronomerna att förbättra noggrannheten för deras avståndsbestämning ännu mer.
"Denna pulsar blir ett fascinerande laboratorium för att studera astrofysik och kärnfysik," sa Thorsett.
Förutom Brisken och Thorsett inkluderar astronomteamet Aaron Golden från National University of Ireland, Robert Benjamin från University of Wisconsin och Miller Goss från NRAO. Forskarna rapporterar sina resultat i artiklar som visas i Astrophysical Journal Letters i augusti.
VLBA är ett kontinentbrett system med tio radioteleskopantenner, som sträcker sig från Hawaii i väster till de amerikanska Jungfruöarna i öst, som ger den största upplösningskraften eller förmågan att se fina detaljer i astronomi. VLBA, som tillägnades 1993, drivs från NRAO: s Array Operations Center i Socorro, New Mexico.
National Radio Astronomy Observatory är en anläggning från National Science Foundation som drivs under samarbetsavtal av Associated Universities, Inc.
Originalkälla: NRAO-nyhetsmeddelande
