Estudo de raios-X lança mais luz sobre a natureza de um pulsar de raios gama

3 arcmin × 3 arcmin Imagem de raios-X Chandra da vizinhança do pulsar na faixa de 0,5 a 10 keV suavizada com um núcleo de Gaussiano de 25 pixels. O símbolo “+” mostra a posição do pulsar. O “jato” e o “contra-jato” são marcados. A parte da imagem 30 arcsec × 30 arcsec, envolvida pela caixa tracejada ciano e suavizada com um kernel Gaussiano de 3 pixels, é ampliada na inserção. O possível toro do PWN e a parte da base do “jato” são marcados. Crédito: Karpova et al., 2019.

Usando dados de arquivos da sonda XMM-Newton, da ESA, e do observatório de raios-X Chandra, da NASA, os astrônomos investigaram um dos pulsares de rádio-raios gama conhecidos como PSR J1826-1256. O estudo, baseado em observações de raios-X, lança mais luz sobre a natureza desse objeto peculiar e sua nebulosa do vento pulsar (NMP). Os resultados da pesquisa foram apresentados em um artigo publicado em 3 de junho na arXiv.org.

Os pulsares de raios gama estão girando estrelas de nêutrons emitindo fótons de raios gama. Alguns deles também exibem emissão de rádio que muitas vezes é difícil de detectar. Isto é muito provavelmente porque seus raios de rádio estreitos perdem a linha de visão em direção à Terra.

No entanto, alguns pulsares de raios gama são completamente silenciosos, o que significa que observações em outros regimes, por exemplo, em comprimentos de onda de raios X, são necessárias para aprender sobre suas propriedades. Em particular, estudos de raios X de tais objetos têm o potencial de revelar suas nebulosas de vento pulsar (PWNe) e remanescentes de supernova associados (SNRs), que poderiam fornecer informações importantes sobre parâmetros pulsares e interação de ventos pulsares relativísticos com o meio ambiente.

Com esse objetivo em mente, uma equipe de astrônomos russos do Instituto Ioffe, em St. Petersburg, Rússia, liderada por Anna V. Karpova, decidiu analisar os dados de radiografia de arquivos obtidos pelas naves XMM-Newton e Chandra. O alvo de seus estudos era um pulsar radioativo jovem e energético designado PSR J1826-1256.

Localizado provavelmente a cerca de 4.320 anos-luz da Terra, o PSR J1826-1256 tem cerca de 14.000 anos, tem um período de 110.2 milissegundos, uma luminosidade decrescente de cerca de 3.6 undecilhões erg / se um campo magnético de aproximadamente 3.7 trilhões G. Com base nesses parâmetros, o objeto foi classificado como um pulsar tipo Vela. Além disso, observações anteriores mostraram que o PSR J1826?1256 hospeda um PWN fraco, mas notavelmente longo, ligado ao pulsar e se estendendo para o sudoeste a partir dele.

O novo estudo publicado pela equipe de Karpova fornece mais insights sobre a natureza do PSR J1826-1256 e um NMP associado a ele.

“Aqui relatamos a análise simultânea de raios-X das observações arquivadas de XMM-Newton e Chandra do PSR J1826-1256 e seu NMP”, escreveram os astrônomos no artigo.

O estudo descobriu que o espectro de PSR J1826-1256 pode ser descrito pelo modelo power-law com um índice de fótons de cerca de 1,0 e que o espectro do PWN se torna mais suave com a distância do pulsar, o que é indicativo de resfriamento síncrotron.

Quando se trata do NMP, a análise revelou que parece ser uma nebulosa de morfologia de tipo misto contendo um toro, jatos e uma trilha. As imagens de XMM-Newton e Chandra mostram que um dos jatos é dobrado pela pressão do aríete, devido ao vetor de movimento adequado do pulsar não coincidir com a direção do jato. Os pesquisadores observaram que essa geometria explica a morfologia do NMP e também sugere que ela poderia estar associada a um candidato SNR recentemente detectado chamado G18.45-0.42.

O estudo também descobriu que o PSR J1826-1256 está localizado muito mais longe do que se pensava anteriormente. Novas estimativas feitas pela equipe indicam que a distância ao nosso planeta é de aproximadamente 11.400 anos-luz.


Publicado em 13/06/2019

Artigo original: https://phys.org/news/2019-06-x-ray-nature-gamma-ray-pulsar.html




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