Analyse van de nieuwe gegevens van röntgenwaarnemingen met behulp van NASA's NuSTAR-ruimtevaartuig en archiefgegevens van het Chandra-röntgenruimteobservatorium van het bureau, heeft meer inzicht opgeleverd in de aard van een pulsar windnevel (PWN) genaamd 3C 58. Resultaten van de analyse, gepresenteerd in een paper gepubliceerd op 12 april op arXiv.org, zou ook meer licht kunnen werpen op de deeltjesverdeling in de populatie van bekende PWNe.

PWNe 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.

Waarnemingen van PWNe hebben aangetoond dat de deeltjes in deze objecten hun energie verliezen aan straling en minder energetisch worden naarmate de afstand tot de centrale pulsar toeneemt. Vooral, Röntgenstudies van PWNe, vooral met behulp van ruimtelijk geïntegreerde spectra in de röntgenband, hebben het potentieel om belangrijke informatie over de deeltjesstroom in deze nevels bloot te leggen.

Gelegen op ongeveer 6, 500 tot 10, 000 lichtjaar verwijderd van de aarde, 3C 58 is een jonge PWN met torus-jet-structuur en aangedreven door de 65-milliseconden pulsar PSR J0205+6449. Hoewel het object intensief is bestudeerd in de zachte röntgenband (beneden 8,0 keV) en daarom is het zachte röntgenspectrum goed gemodelleerd, astronomen zijn geïnteresseerd in het verifiëren of het spectrum zich uitstrekt tot de harde röntgenband boven 10 keV.

Om dit te controleren, een groep onderzoekers onder leiding van Hongjun An van de Chungbuk National University in Cheongju, Zuid-Korea gebruikte het ruimtevaartuig Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) om spectrale analyse van 3C 58 tot 20 keV uit te voeren. Ze hebben ook de Chandra-gegevens opnieuw geanalyseerd ter vergelijking met de resultaten van NuSTAR.

De astronomen maten de energieafhankelijke morfologie, ruimtelijke variatie van de spectrale index, en een ruimtelijk geïntegreerd breedbandröntgenspectrum van 3C 58.

"Deze metingen worden gebruikt om eigenschappen van 3C 58 af te leiden met scenario's voor synchrotronstraling, ’ schreven de onderzoekers in de krant.

De resultaten geven aan dat de grootte van de 3C 58 afneemt met toenemende energie, wat, komt volgens de onderzoekers door het synchrotron burn-off effect. De gegevens laten ook zien dat het spectrum zachter is in de buitengebieden van dit dennenaaltje.

Bovendien, de onderzoekers vonden een hint van een spectrale breuk in het ruimtelijk geïntegreerde röntgenspectrum en een breuk in het radiale profiel van de spectrale index van 3C 58.

"Het radiale profiel van de spectrale index breekt bij R ≈ 80, en het ruimtelijk geïntegreerde röntgenspectrum van 3C 58 toont een hint van een spectrale breuk bij ≈ 25 keV, ' staat er in de krant.

Volgens de studie, de breuk in het radiale profiel geeft een maximale elektronenenergie van ongeveer 200 TeV aan, wat groter is dan eerder ingeschat. Als het gaat om de spectrale breuk, de gegevens suggereren een maximale elektronenenergie van ongeveer 140 TeV voor een veronderstelde magnetische veldsterkte van 80 μG. Aanvullend, de sterkte van het magnetische veld in 3C 58 werd berekend tussen 30 en 200 μG.

Globaal genomen, de astronomen concludeerden dat hun studie onze kennis over versnellings- en emissiemodellen van PWNe zou kunnen vergroten. Ze merkten op dat in het geval van 3C 58, de goed gemeten breedband spectrale energieverdeling en de mogelijke röntgenstraalbreuk, hebben het potentieel om nieuwe inzichten te verschaffen in deeltjesversnelling en -stroming in PWNe.

© 2019 Wetenschap X Netwerk