Najszybszy z zaobserwowanych w naszej galaktyce pulsarów ucieka z Drogi Mlecznej z tak niewiarygodną prędkoscią, że odległość z Londynu do Nowego Jorku pokonałby w ciągu 5 sekund. Wszystko za sprawą kosmicznego kopniaka, jakiego otrzymał podczas swych narodzin 2.5 miliona lat temu. Ale czy tylko?

Przy użyciu sieci radioteleskopów VLBA James Cordes, profesor astronomii na Uniwersytecie Cornella i Shami Chatterjee, jego były student, obecnie pracownik Centrum Astrofizyki Harvard-Smithsonian obserwowali pulsar B1508+55, odległy od Ziemi o 7700 lat świetlnych. Dzięki bardzo wysokiej rozdzielczości VLBA udało im się dokładnie zmierzyć odległość i szybkość tej gwiazdy neutronowej, wynoszącą ponad 1100 km/s. Następnie stworzyli symulację jej wstecznego ruchu do miejsca narodzin, które leży w grupie olbrzymów w gwiazdozbiorze Łabędzia. Znajdują sie tam gwiazdy na tyle masywne, że z całą pewnością zakończą swój żywot w wybuchach supernowych.

Wyniki badań zostały opublikowane jesienią w Astrophysical Journal Letters. „Wiemy, że wybuch supernowej może nadać nowonarodzonej gwieździe neturonowej wielką szybkość, ale szybkość tego obiektu wykracza poza granice naszej obecnej wiedzy. Najnowsze modele mają niebagatelne trudności z wyjaśnieniem odkrycia” – powiedział Chatterjee, który współpracuje również z Narodowym Obserwatorium Radioastronomicznym (NRAO).

By zmierzyć odległość do pulsara astronomowie posłużyli się metodą paralaksy trygonometrycznej, czyli pomiarem minimalnego rocznego wahania w jego położeniu. Spowodowane jest ono przez ruch obiegowy Ziemi wokół Słońca. Dzięki temu, po zmierzeniu ruchu gwiazdy na niebie, obliczyli jej szybkość.

Obserwacje ruchu pulsara Chatterjee przyrównał do obserwacji piłki w parku w Bostonie z powierzchni Księżyca. A żeby przemieścić się w ten sposób, pulsar potrzebował 22 miesięcy. Jak dodał – „VLBA to najlepszy dostępny teleskop do mierzenia tak słabo widocznych ruchów„.

NRAO / AUI / NSF

Zdjęcie przedstawia położenie teleskopów tworzących sieć VLBA (Very Large Baseline Array)

„Nie rozumiemy dokładnie, jak z fizycznego punktu widzenia doszło do nadania pulsarowi tak wielkiej prędkości, ponieważ zawdzięczamy to zapadnieciu się jądra gwiazdy, które trwało zaledwie kilka sekund i miało miejsce 2.5 miliona lat temu” – powiedział Cordes. „I tu pojawia się problem – precyzja pomiaru. W astronomii często napotykamy trudności przy wyznaczaniu skali odległości, co sprawia, ze prędkość obiektu możemy jedynie szacować. Jednak w tym przypadku odległość nie jest oszacowana – jest dokładnie zmierzona. Bez żadnych wątpliwości„.

Przypuszczalne miejsce narodzin gwiazdy leży w płaszczyźnie Drogi Mlecznej. Według nowych obserwacji VLBA, oddaliła się od niej z prędkością wystarczającą do opuszczenia galaktyki. Od czasu eksplozji pulsar pokonał 1/3 nocnego nieba widzianego z Ziemi.

„Przez jakiś czas myśleliśmy, ze wybuch supernowej może nadać nowonarodzonej gwieździe neutronowej taką prędkość, ale najnowsze komputerowe modelowanie tego procesu nie pokazało prędkości nawet zbliżonych do zaobserwowanej w tym przypadku” – powiedzial Chatterjee. „To oznacza, że symulacje muszą zostać sprawdzone i poprawione w kontekście naszych obserwacji” – dodał, zaznaczajac, że rownież inne procesy mogły miec wpływ na nadanie pulsarowi tak gigantycznej szybkości.

Obserwacje były częścią większego projektu, który przy pomocy VLBA pozwala zmierzyć odległość i ruchy pulsarów. „To pierwsze wyniki tego długometrażowego projektu. Bardzo ekscytujące jest uzyskanie tak spektakularnych rezultatów tak wcześnie” – powiedział Walter Brisken z NRAO.

NRAO / AUI / NSF

Radioteleskop w Mauna Kea na Hawajach wchodzący w skład sieci VLBA (Very Lanrge Baseline Array).

Very Large Baseline Array (VLBA) to sieć 10 radioteleskopów znajdujących się między Hawajami a Wyspami Dziewiczymi. Każdy z nich ma czaszę o srednicy 25 m i waży 240 ton. Kiedy radioteleskopy obserwują ten sam obiekt, uzyskiwane dane są zgrywane ze sobą, dzięki czemu uzyskujemy obraz o znacznie większej rozdzielczości, niż uzyskałby pojedynczy instrument. To tak, jakby składowe teleskopy były fragmentami czaszy jednej olbrzymiej antenty o średnicy równej odległości miedzy dwoma skrajnymi przyrządami.