X線とラジオは新しい画像で「手をつないで」行きます

2009年、NASAのChandra X-ray天文台は、魅惑的なイメージをリリースしました。パルサーとその周囲の星雲のような形をしています。

それ以来、天文学者はチャンドラや他の望遠鏡を使用してこのオブジェクトを観察し続けてきました。現在、オーストラリアの望遠鏡コンパクトアレイ（ATCA）の新しい無線データは、チャンドラのX線データと組み合わされて、この爆発した星とその環境の新鮮なビューを提供し、その独特の特性と形状を理解するのに役立ちます。

この新しい画像の中心には、直径が約12マイルしかない急速に回転する中性子星であるパルサーB1509-58があります。この小さなオブジェクトは、150光年、つまり約900兆マイル以上にわたる複雑な星雲（MSH 15-52と呼ばれる）を生成する責任があります。エネルギー粒子によって生成される星雲は、X線の右上を指す手のひらを持つ人間の手に似ています。

大規模な星の崩壊は、持続可能な核燃料を燃やすと星の多くが内側に衝突したときにパルサーを作りました。その後の爆発により、星の外側の層が超新星として宇宙に外側に送られました。

パルサーは毎秒ほぼ7回ほど回転し、地球の約15兆倍の強い磁場を持っています。急速な回転と強力な磁場により、B1509-58は銀河で最も強力な電磁発電機の1つになり、電子や他の粒子のエネルギー的な風をパルサーから遠ざけて星雲を作り出すことができます。

この新しい複合画像では、ATCA無線データ（赤で表されます）は、水素ガス（金）の光学画像とともに、チャンドラ（青、オレンジ、黄色で表示）のX線（青、オレンジ、黄色）と組み合わされています。 MSH 15-52のX線データと無線データの間のオーバーラップの領域は、紫色として表示されます。光学画像は、超新星の残骸の一部であるSupernova Remnant RCW 89とともに、視野内の星を示しています。図のラベル付きバージョンは、画像の主な特徴を示しています。

ATCAの無線データは、補足画像の短いまっすぐな白い線で示される星雲の磁場の方向に沿った複雑なフィラメントを明らかにするようになりました。これらのフィラメントは、パルサーの粒子風が超新星の破片との衝突に起因する可能性があります。

無線データとX線データを比較することにより、研究者は2種類の光のソース間の重要な違いを特定しました。特に、画像の底に向かってジェットと上部に向かって3つの「指」の内側部分を含むいくつかの顕著なX線機能は、無線波では検出されません。これは、非常にエネルギー型の粒子がパルサーの近くの超音速平面のソニックブームに似た衝撃波から漏れ、磁場線に沿って指を作って指を作ることを示唆しています。

ラジオデータは、RCW 89の構造が典型的な若い超新星の残骸とは異なることも示しています。無線排出の多くは斑状であり、X線と光学放出の塊に密接に一致しています。また、X線放射をはるかに超えています。これらの特性はすべて、RCW 89が近くの水素ガスの密な雲と衝突しているという考えをサポートしています。

ただし、研究者は、データが表示していることをすべて完全に理解していません。困惑している領域の1つは、超新星からの爆風波と思われる画像の右上にあるX線放射の鋭い境界です。ラベル付きの特徴を参照してください。超新星の爆風は通常、RCW 89のような若い超新星の残骸の電波では明るいので、X線境界に無線信号がないことは研究者にとって驚くべきことです。

MSH 15–52およびRCW 89は、他の若いソースには見られない多くのユニークな機能を示しています。ただし、これらの構造の形成と進化に関する多くの未解決の質問があります。パルサー風と超新星の破片との間の複雑な相互作用をよりよく理解するには、さらなる作業が必要です。

香港大学のShumeng Zhangが率いるこの作品を説明する論文は、香港大学の共著者Stephen Cy ngとイタリア国立宇宙物理学研究所のNiccolo ‘Bucciantiniとともに、Astrophysical Journalに掲載されており、 https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/adf333。

アラバマ州ハンツビルにあるNASAのマーシャル宇宙飛行センターは、チャンドラプログラムを管理しています。スミソニアンの天体物理論家のチャンドラX線センターは、マサチューセッツ州ケンブリッジからの科学運営を管理し、マサチューセッツ州バーリントンからの飛行事業を制御しています。

Chandra X-Ray天文台の詳細とその使命はこちらをご覧ください。

https://www.nasa.gov/chandra

https://chandra.si.edu

このリリースは、ネブラとパルサーの複合画像を特徴としており、ネオンレッドクラウドに到達する宇宙の手に強く似ています。

ネオンレッドクラウドは、画像の上部近くにあり、中央の右側にあります。雲の中の壊れて、クモ壁や格子作品の下部構造に似た金の糸が織り込まれた鎖が明らかになります。この雲は、画像の中心にパルサーを形成した超新星の遺跡です。直径がわずか12マイルの急速に回転する中性子スターであるパルサーは、この画像では見られないほど小さすぎます。これは、150光年を超える空間の領域を表しています。

画像の下半分は、パルサーと超新星の雲に到達する巨大な青い手が支配されています。これは、MSH 15-52と呼ばれる複雑な星雲であり、電子とパルサーから駆動される他の粒子のエネルギー的な風です。手に似ていることは否定できません。星雲の内部では、青の縞と渦巻きは淡い海軍から海軍に至るまで、医療X線、または巨大な宇宙の幽霊の憧れの手を呼び起こします。

手と星雲は、きらめく黄金の斑点のスコアに囲まれた空間の黒さに対して設定されています。左下には、黄金の水素ガス雲が画像の端を越えて伸びています。この複合材では、金は光学データを表します。赤はATCA無線データを表します。青、オレンジ、および黄色は、チャンドラのX線データを表しています。星雲の青い手が赤の無線データと重複するところでは、指はかすんで紫色に見えます。

ミーガン・ワトケ
チャンドラX線センター
ケンブリッジ、マサチューセッツ州。
617-496-7998
[email protected]

Corinne Beckinger
アラバマ州ハンツビルのマーシャル宇宙飛行センター
256-544-0034
[email protected]