(Phys.org) — Astrofysici uit Duitsland en Frankrijk hebben onlangs zeer energierijke studies uitgevoerd van de pulsar-windnevel (PWN), aangeduid als HESS J1825-137. De bevindingen, gepresenteerd in een paper gepubliceerd op 27 oktober op arXiv.org, nieuwe inzichten verschaffen over de veranderende aard van deze zeer uitgebreide nevel.

PWN's zijn nevels die worden aangedreven door de wind van een pulsar. Pulsarwind is samengesteld uit geladen deeltjes en wanneer deze in botsing komt met de omgeving van de pulsar, in het bijzonder met de langzaam uitdijende supernova-ejecta, het ontwikkelt een PWN. Daarom, deze nevels zouden interessante informatie kunnen opleveren over de interactie van een pulsar met zijn omgeving. Wetenschappers geloven dat hun eigenschappen kunnen worden gebruikt om de geometrie af te leiden, energieën, en samenstelling van de pulsarwind.

HESS J1825-137, ontdekt in 2005 door het High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.), een reeks van vier atmosferische Cherenkov-telescopen in Namibië, is een zeer uitgebreide PWN aangedreven door de PSR B1823-13 pulsar. Gelegen op ongeveer 13, 000 lichtjaren verwijderd, PSR B1823-13 is ongeveer 21, 000 jaar oud en heeft een spinperiode van 101,48 milliseconden.

HESS J1825-137 staat bekend om zijn sterke energieafhankelijke morfologie, als de waargenomen grootte afneemt met toenemende energie, waardoor het compacter is rond de positie van de pulsar. Vorig jaar, een nieuwe dataset van de H.E.S.S. galactische vliegtuigonderzoek werd vrijgegeven, waardoor meer gedetailleerde studies van deze eigenaardige nevel mogelijk zijn. Deze gegevens zijn onlangs grondig geanalyseerd door een team van onderzoekers onder leiding van Alison Mitchell van het Max Planck Institute for Nuclear Physics in Duitsland, om onze kennis van HESS J1825-137 en PWN's in het algemeen te verbeteren.

"Er is momenteel een rijke dataset beschikbaar met H.E.S.S., inclusief H.E.S.S. II gegevens met een lage energiedrempel, waardoor gedetailleerde studies van de broneigenschappen en de omgeving mogelijk zijn. We presenteren nieuwe visies op het veranderende karakter van het PWN met energie, inclusief kaarten van de regio en spectrale studies, ’ schreven de wetenschappers in de krant.

Ze merkten op dat de nieuwe dataset veel verbeterd is in vergelijking met de vorige, en biedt aanzienlijk meer gevoelige studies. Door een betere gevoeligheid voor grote gebieden met zwakke, lage energie-emissie, de H.E.S.S. II-gegevens stelden het team in staat een extra gebied met uitgebreide emissie te detecteren, onthullend dat HESS J1825-137 verder reikt dan eerder werd gedacht.

Echter, nog belangrijker voor het begrip van de aard van HESS J1825-137, de onderzoekers ontdekten dat de grootte van de nevel afneemt met toenemende energie. Volgens de auteurs van het artikel, dit is een duidelijk bewijs dat de emissie aan de pulsar kan worden toegeschreven. Het geeft ook enige indicatie van afkoeling van de elektronenpopulatie in de loop van de tijd als de deeltjes weg worden getransporteerd van PSR B1823-13.

"De spectrale index van de emissie neemt toe met toenemende afstand tot de pulsar, doordat de elektronen na verloop van tijd afkoelen, waardoor de index zachter wordt. Aanvullend, de hoge energieflux neemt af met de afstand tot de pulsar, ook vanwege deze geleidelijke verandering in de energieverdeling van de elektronenpopulatie, terwijl ze afkoelen en door de nevel worden getransporteerd, ’ concluderen de onderzoekers.

Alle nieuwe bevindingen bevestigen de sterke energieafhankelijke morfologie van HESS J1825-137, waaruit blijkt dat de tweede H.E.S.S. dataset zou nuttig kunnen zijn in meer gedetailleerde studies van PWN's die niet alleen op basis van de eerste gegevensrelease hadden kunnen worden uitgevoerd.

© 2016 Fys.org