Pesawat ruang angkasa NuSTAR NASA memberikan wawasan tentang Pulsar wind nebula 3C 58

Data dari pesawat ruang angkasa NuSTAR NASA dan Observatorium X-ray Chandra telah memberikan wawasan tentang mekanisme di balik pembentukan dan evolusi Pulsar Wind Nebula (PWN).

Data baru dari pengamatan sinar-X menggunakan pesawat ruang angkasa NuSTAR milik NASA dan dari ruang pengamatan sinar-X Chandra telah menghasilkan wawasan lebih lanjut tentang sifat nebula angin pulsar (PWN) bernama 3C 58. Hasil analisis ini juga dapat memberi lebih banyak cahaya pada partikel. distribusi dalam populasi PWNe - nebula yang diketahui ditenagai oleh angin pulsar.

Gambar NuSTAR 3C 58 dalam enam pita energi. Pita energi untuk gambar adalah 3–4,5 keV, 4,5–7 keV, 7–12 keV, 12–20 keV, 20–40 keV, dan 40–60 keV dari kiri ke kanan dan atas ke bawah. Gambar dihaluskan dan timbangan disesuaikan untuk memiliki nilai 1 pada maksimum untuk keterbacaan yang lebih baik. Kontur putih Chandra dilapis pada panel kiri atas untuk referensi (An et al., 2019)

Ketika angin pulsar, yang terdiri dari partikel bermuatan bertabrakan dengan lingkungan pulsar - terdiri dari lapisan terluar bintang - terutama dengan ejecta supernova yang meluas secara perlahan - ia mengembangkan PWN.

Pengamatan PWNe telah menunjukkan bahwa partikel-partikel pada benda-benda ini kehilangan energinya karena radiasi, menjadi kurang energik karena jarak mereka dari pulsar pusat meningkat. Studi X-ray PWNe memiliki potensi untuk mengungkap informasi penting tentang aliran partikel dalam nebula ini.

PWN 3C 58 - terletak sekitar 6.500 hingga 10.000 tahun cahaya dari Bumi - adalah PWN muda dengan struktur torus-jet dan ditenagai oleh pulsar pulsar 65 milidetik PSR J0205 + 6449.

Objek tersebut telah dipelajari secara intensif dalam pita sinar-X yang lunak (di bawah 8,0 keV) sehingga spektrum sinar-X yang lembut dimodelkan dengan baik, tetapi para astronom tertarik untuk memverifikasi apakah spektrum tersebut diperluas hingga pita sinar-X yang keras di atas 10 keV.

Untuk menyelidiki hal ini, sekelompok peneliti yang dipimpin oleh Hongjun An dari Universitas Nasional Chungbuk di Cheongju, Korea Selatan menggunakan pesawat ruang angkasa Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) untuk melakukan analisis spektral 3C 58 hingga 20 keV. Mereka juga menganalisis ulang data Chandra untuk perbandingan dengan hasil dari NuSTAR.

Para astronom mengukur morfologi yang bergantung pada energi, variasi spasial dari indeks spektral, dan spektrum sinar-X broadband terintegrasi secara spasial 3C 58.

"Pengukuran ini digunakan untuk menyimpulkan sifat 3C 58 dengan skenario radiasi-sinkrotron." Makalah - makalah yang diterbitkan 12 April di arXiv.org - menyatakan.

Hasil menunjukkan bahwa ukuran 3C 58 berkurang dengan meningkatnya energi. Para peneliti percaya bahwa ini disebabkan oleh efek burn-off synchrotron - radiasi yang dipancarkan partikel ketika mereka berada dalam percepatan berkelanjutan karena mengikuti jalur lengkung. Data juga menunjukkan bahwa spektrum lebih lembut di daerah luar PWN ini.

Selain itu, para peneliti menemukan petunjuk tentang pemutusan spektral dalam spektrum sinar-X terintegrasi spasial dan pemutusan profil radial indeks spektral 3C 58.

Ilustrasi Teleskop Sinar-X NuSTAR NASA (Harrison.F, Caltech, NASA)

Menurut penelitian, penembusan pada profil radial menunjukkan energi elektron maksimum sekitar 200 TeV, yang lebih besar dari perkiraan sebelumnya. Ketika datang ke istirahat spektral, data menunjukkan energi elektron maksimum sekitar 140 TeV untuk kekuatan medan magnet diasumsikan 80 μG. Selain itu, kekuatan medan magnet pada 3C 58 dihitung antara 30 dan 200 μG.

Para astronom menyimpulkan bahwa studi mereka dapat memajukan pengetahuan kita tentang model percepatan dan emisi PWNe. Mereka mencatat bahwa dalam kasus 3C 58, distribusi energi spektral broadband yang diukur dengan baik dan kemungkinan pemutusan X-ray, memiliki potensi untuk memberikan wawasan baru tentang percepatan dan aliran partikel di PWNe.

Penelitian asli: Hongjun An. NuSTAR studi sinar-X keras dari nebula angin pulsar 3C ~ 58. arXiv: 1904.05991 [astro-ph.HE]. arxiv.org/abs/1904.05991