Forskning kaster mere lys over det overioniserede rekombinerende plasma i supernova-resten IC 443

Astronomer har brugt ESA's XMM-Newton rumfartøj til at undersøge det overioniserede rekombinerende plasma i en supernovarest (SNR) kendt som IC 443. Resultater af denne forskning, offentliggjort 12. august på arXiv.org, levere væsentlig information om oprindelsen af ​​dette plasma i det undersøgte SNR.

SNR'er er diffuse, ekspanderende strukturer som følge af en supernovaeksplosion. De indeholder udstødt materiale, der udvider sig fra eksplosionen, og andet interstellart materiale, der er blevet fejet op af passagen af ​​chokbølgen fra den eksploderede stjerne.

Undersøgelser af supernova-rester er vigtige for astronomer, da de spiller en nøglerolle i udviklingen af ​​galakser, sprede de tunge grundstoffer, der blev lavet i supernovaeksplosionen, og giver den nødvendige energi til at opvarme det interstellare medium (ISM). SNR'er menes også at være ansvarlige for accelerationen af ​​galaktiske kosmiske stråler.

IC 443 er en galaktisk kerne-kollaps SNR med en diameter på omkring 50 bueminutter og tilhører GEM OB1 associationen i en afstand på ca. 4, 900 lysår. SNR udviser en skallignende morfologi i radiobåndet og centralt fyldt termisk røntgenstråling.

Observationer viser, at IC 443 ser ud til at bestå af to indbyrdes forbundne kvasi-sfæriske underskaller med forskellige radier og tyngdepunkter. Det viser sig også at have et ret komplekst miljø, da det interagerer med en molekylær sky i de nordvestlige og sydøstlige områder og med en atomsky i nordøst.

IC 443 opfattes som en af ​​de vigtigste SNR'er til studier af det såkaldte overioniserede rekombinerende plasma (RP). Nylige røntgenobservationer har afsløret eksistensen af ​​plasmaer i en rekombinationsdominant tilstand i et dusin SNR'er. Sådanne plasmaer har en højere ioniseringsgrad end forventet i kollisionsioniseringsligevægt, derfor blev de døbt overioniserede rekombinerende plasmaer.

Et hold af astronomer ledet af Hiromichi Okon fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, Massachusetts, besluttede at observere røntgenstrålingen fra IC 443 ved hjælp af XMM-Newtons European Photon Imaging Camera (EPIC). Hovedformålet med disse observationer var at undersøge overioniseret rekombinerende plasma i denne SNR, som kunne hjælpe astronomer til bedre at forstå den fysiske oprindelse af RP'er generelt.

Undersøgelsen fandt, at RP'er i regioner, der interagerer med tætte molekylære skyer i IC 443, har en tendens til at have lavere elektrontemperatur og lavere rekombinationstidsskala. Baseret på beregningen af ​​ladningsfraktionen for ioner, dette fund tyder på, at RP'er på disse steder er mere afkølede og kraftigere overioniserede.

Astronomerne bemærkede, at de observerede egenskaber af RP'er i IC 443 kunne forklares ved en hurtig afkøling via termisk ledning. De tilføjede, at et lignende resultat blev rapporteret for SNR W44, hvor fordampning af klumpet gas indlejret i det varme plasma forårsager den hurtige afkøling.

Ifølge avisen, den anden hypotese, der muligvis kan forklare overioniseringen, er, at den var forårsaget af ionisering af protoner. Imidlertid, astronomerne afviser dette scenarie, da et sådant protonbombardement er vanskeligt at forklare de observerede egenskaber af RP'erne i IC 443.

© 2021 Science X Network