Met behulp van NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope, astronomen hebben belangrijke gegevens verzameld die de ware aard van de bolvormige sterrenhoop Terzan 5 kunnen onthullen. De nieuwe studie, gepresenteerd in een paper gepubliceerd op 24 mei op arXiv.org, levert nieuwe informatie over de pulsarpopulatie van het cluster en het breedbandemissiespectrum.

Waarnemingen van bolvormige sterrenhopen (GC's) in ons Melkwegstelsel zijn van groot belang voor astronomen, aangezien ze tot de oudste objecten in het heelal behoren. Daarom, ze zouden kunnen dienen als natuurlijke laboratoria voor de studie van stellaire evolutieprocessen.

Ongeveer een halve eeuw geleden ontdekt, Terzan 5 is een 12 miljard jaar oude galactische GC op ongeveer 19, 000 lichtjaren verwijderd. De cluster heeft een bijzonder hoge centrale stellaire dichtheid, hoge metalliciteit, en ook de hoogste stellaire interactiesnelheid van alle GC's in de Melkweg.

Van Terzan 5 is bekend dat het 37 van de 130 milliseconden pulsars (MSP's) bevat die tot nu toe zijn gedetecteerd, wat maakt het een recordhouder als het gaat om het grootste aantal MSP's in een galactische GC. Eerdere studies van dit cluster hebben ook aangetoond dat het ten minste twee verschillende stellaire populaties bevat met verschillende leeftijden en ijzergehalte. Dit zou erop kunnen wijzen dat Terzan 5 geen "echte" bolvormige sterrenhoop is, maar een resultaat van een fusie van twee clusters, bijvoorbeeld, of een overblijfsel van een verstoord sterrenstelsel.

Voor meer gedetailleerde informatie over Terzan 5, die deze mogelijkheden zou kunnen verifiëren, een internationaal team van astronomen onder leiding van Hambeleleni Ndiyavala van de North-West University in Potchefstroom, Zuid-Afrika, besloten om nieuwe gegevens te analyseren die zijn verkregen door het Fermi-ruimtevaartuig. Met deze dataset konden de onderzoekers de breedband spectrale energieverdeling (SED) in het cluster modelleren.

"We wilden daarom meer gegevens verzamelen over Terzan 5 en de bijgewerkte SED modelleren in een leptonisch scenario, ’ schreven de astronomen in de krant.

Vooral, het in de studie beschreven spectrale model postuleert vier spectrale componenten, namelijk:laagenergetische synchrotronstraling (LESR), hoogenergetische synchrotronstraling (HESR), krommingsstraling (CR) en inverse Compton (IC). Het model stelde de astronomen ook in staat om de verdeling van de spin-down helderheid van de MSP-populatie te beperken.

Volgens de studie, de bijgewerkte SED in Terzan 5 is hoogstwaarschijnlijk te wijten aan een cumulatieve gepulseerde emissie van een populatie van embedded MSP's. Bovendien, het kan net zo goed worden toegeschreven aan niet-gepulste emissie door de interactie van leptonische winden met magnetische en zachte fotonvelden in de omgeving.

"We hebben nieuwe Fermi-gegevens verkregen die we konden passen met behulp van een model voor de cumulatieve CR van een populatie van MSP's die zijn ingebed in Terzan 5. Deze gegevens bleken ook beperkend te zijn voor de lage-energetische staart van de niet-gepulseerde IC-component, wat een deeltjesefficiëntie oplevert van η _P ~3 procent, afhankelijk van de keuze van verschillende parameters, met name E _vis >en N _{MSP, tot} , ' staat er in de krant.

In de slotopmerkingen, de astronomen onderstreepten het belang van verdere studies van Terzan 5 en soortgelijke clusters om een ​​meer omvattend beeld te krijgen van de aard en eigenschappen van galactische GC's in het algemeen. Ze voegden eraan toe dat dergelijke instrumenten zoals de Cherenkov Telescope Array (CTA) zeer nuttig kunnen zijn bij het identificeren van nieuwe GC's met zeer hoge energie (VHE).

"Dit zal ons in staat stellen om concurrerende emissiemodellen verder te onderzoeken, evenals het ontwikkelen van nieuwe, completere en uitgebreidere die de ruimtelijke en spectrale eigenschappen van galactische GC's op een steeds hoger niveau van detail zouden kunnen verklaren, " merkten de auteurs van het artikel op.

© 2019 Wetenschap X Netwerk