Door de gegevens van NASA's Fermi-ruimtevaartuig en de Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC) -telescoop te analyseren, een internationaal team van astronomen heeft een millisecondepulsar onderzocht die bekend staat als PSR J0218+4232. Resultaten van de studie, gepubliceerd op 25 augustus op arXiv.org, meer licht werpen op de emissie van deze bron.

Pulsars zijn sterk gemagnetiseerd, roterende neutronensterren die een bundel elektromagnetische straling uitzenden. De snelst roterende pulsars, met rotatieperioden van minder dan 30 milliseconden, staan ​​bekend als milliseconde pulsars (MSP's). Astronomen gaan ervan uit dat ze worden gevormd in binaire systemen wanneer de aanvankelijk zwaardere component verandert in een neutronenster die vervolgens wordt rondgedraaid als gevolg van aanwas van materie van de secundaire ster.

Op een afstand van ongeveer 10, 270 lichtjaar verwijderd van de aarde, PSR J0218+4232 (of kortweg J0218) is een MSP met een spinperiode van 2,3 milliseconden. Het herbergt een witte dwerg met een massa van ongeveer 0,2 zonsmassa, op een tweedaagse baan. J0218 heeft een extreem sterk magnetisch veld bij de lichtcilinder van ongeveer 100, 000 G. Bovendien, zijn karakteristieke ouderdom van ongeveer 500 miljoen jaar en een spin-down vermogen van ongeveer 240 deciljoen erg/s, maken het een van de jongste en meest energieke MSP's tot nu toe.

Eerdere studies van J0218 hebben gesuggereerd dat het een van de beste kandidaten kan zijn om te zoeken naar zeer hoge energie (VHE) gammastraling (meer dan 100 GeV). Daarom heeft een team van astronomen, onder leiding van Pablo M. Saz Parkinson van de Universiteit van Californië in Santa Cruz, besloten om de waarnemingsgegevens van deze pulsar, verkregen met Fermi en MAGIC, te analyseren.

"In deze krant, we rapporteren resultaten van een analyse van 11,5 jaar Fermi-LAT-gegevens, samen met ∼90 uur aan gegevens van nieuwe MAGIC stereoscopische waarnemingen van J0218, verzameld van november 2018 tot november 2019, met behulp van het Sum-Trigger-II-systeem met lage energiedrempel, ', leggen de onderzoekers uit.

De studie vond bewijs voor gepulseerde emissie van J0218 boven 25 GeV, maar er werd geen bewijs gevonden voor emissie boven 100 GeV (VHE). De astronomen zochten ook naar mogelijke emissie boven 30 GeV in de Fermi-gegevens, maar vonden dat, ondanks de aanwezigheid van 10 gebeurtenissen boven deze energie, hun verdeling in fase leverde een p-waarde op die niet significant was.

Verder, de onderzoekers modelleerden het breedbandspectrum van J0218 van ultraviolet (UV) tot VHE-gammastralen met behulp van een numeriek krachtvrij magnetosfeermodel voor het wereldwijde magnetische veld, het berekenen van de individuele banen van deeltjes die op het oppervlak van de neutronenster zijn geïnjecteerd. Het model werd gebruikt om het gebrek aan VHE-emissie van J0218 te verklaren.

Samenvattend de resultaten en theoretische modellering, de auteurs van het artikel concludeerden dat het een grote uitdaging zal zijn om VHE-emissie van J0218 te detecteren met behulp van de huidige generatie telescopen. Dit kan veranderen met de Cherenkov Telescope Array (CTA) die naar verwachting in 2022 operationeel zal zijn.

"De Cherenkov Telescope Array (CTA) zal naar verwachting een aanzienlijk betere gevoeligheid hebben dan MAGIC in het 10-100 GeV-bereik, en deze en andere pulsars zullen dus de belangrijkste doelen zijn voor observatie, " merkten de astronomen op.

© 2021 Science X Network