Fermi-observationer giver indsigt i arten af ​​Terzan 5-kuglehoben

Ved hjælp af NASA's Fermi Gamma-ray rumteleskop, astronomer har indsamlet vigtige data, der kunne afsløre den virkelige natur af kuglehoben Terzan 5. Den nye undersøgelse, præsenteret i et papir offentliggjort den 24. maj på arXiv.org, leverer ny information om klyngens pulsarpopulation og dens bredbåndsemissionsspektrum.

Observationer af kuglehobe (GC'er) i vores Mælkevejsgalakse er af stor betydning for astronomer, da de er blandt de ældste objekter i universet. Derfor, de kunne tjene som naturlige laboratorier til undersøgelse af stjernernes evolutionsprocesser.

Opdaget for omkring et halvt århundrede siden, Terzan 5 er en 12 milliarder år gammel galaktisk GC beliggende omkring 19, 000 lysår væk. Hoben har en særlig høj central stjernetæthed, høj metallicitet, og også den højeste stjerneinteraktionshastighed af alle GC'er i Mælkevejen.

Terzan 5 er kendt for at være vært for 37 ud af 130 millisekunders pulsarer (MSP'er), der er registreret indtil videre, hvad der gør den til en rekordholder, når det kommer til det største antal MSP'er i en galaktisk GC. Tidligere undersøgelser af denne klynge har også vist, at den indeholder mindst to forskellige stjernepopulationer med forskellig alder og jernindhold. Dette kunne tyde på, at Terzan 5 muligvis ikke er en "ægte" kuglehob, men et resultat af en sammenlægning af to klynger, for eksempel, eller en rest af en forstyrret galakse.

For at få mere detaljeret information om Terzan 5, som kunne verificere disse muligheder, et internationalt hold af astronomer ledet af Hambeleleni Ndiyavala fra North-West University i Potchefstroom, Sydafrika, besluttede at analysere nye data opnået af Fermi-rumfartøjet. Dette datasæt gjorde det muligt for forskerne at modellere bredbåndsspektralenergifordelingen (SED) i klyngen.

"Vi havde derfor til formål at samle flere data om Terzan 5 og modellere den opdaterede SED i et leptonisk scenarie, " skrev astronomerne i avisen.

I særdeleshed, den spektrale model beskrevet i undersøgelsen postulerer fire spektrale komponenter, nemlig:lavenergi synkrotronstråling (LESR), højenergi synkrotronstråling (HESR), krumningsstråling (CR) og invers Compton (IC). Modellen tillod også astronomerne at begrænse MSP-populationens fordeling af spin-down lysstyrke.

Ifølge undersøgelsen den opdaterede SED i Terzan 5 skyldes højst sandsynligt en kumulativ pulseret emission fra en population af indlejrede MSP'er. I øvrigt, det kunne lige så godt tilskrives upulseret emission fra interaktionen af ​​leptoniske vinde med omgivende magnetiske og bløde fotonfelter.

"Vi opnåede nye Fermi-data, som vi kunne tilpasse ved hjælp af en model for den kumulative CR fra en population af MSP'er indlejret i Terzan 5. Disse data viste sig også at være begrænsende for lavenergihalen af ​​den upulserede IC-komponent, hvilket giver en partikeleffektivitet på η _s ~3 procent, afhængigt af valget af flere parametre, især〈 ̇E _vis 〉og N _{MSP, tot} , " står der i avisen.

I afsluttende bemærkninger, astronomerne understregede vigtigheden af ​​yderligere undersøgelser af Terzan 5 og lignende klynger for at få et mere omfattende billede af arten og egenskaberne af galaktiske GC'er generelt. De tilføjede, at sådanne instrumenter som Cherenkov Telescope Array (CTA) kunne være meget nyttige til at identificere nye meget-høj-energi (VHE) GC'er.

"Dette vil give os mulighed for yderligere at granske konkurrerende emissionsmodeller, samt udvikling af nye, mere fuldstændige og omfattende, der kan forklare de rumlige og spektrale egenskaber af galaktiske GC'er på et stadigt stigende detaljeringsniveau, " bemærkede forfatterne af papiret.

© 2019 Science X Network