Astronomen der Western Sydney University in Australien und anderswo berichten über die Entdeckung eines neuen Pulsarwindnebels und eines Pulsars, der ihn antreibt. Die Entdeckung, präsentiert in einem Papier veröffentlicht 12. Dezember auf dem Preprint-Server arXivwurde mit dem Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) sowie den Radioteleskopen MeerKAT und Parkes erstellt.
Pulsarwindnebel (PWNe) sind Nebel, die vom Wind eines Pulsars angetrieben werden. Pulsarwind besteht aus geladenen Teilchen; Wenn es mit der Umgebung des Pulsars kollidiert, insbesondere mit dem langsam expandierenden Supernova-Auswurf, entwickelt es ein PWN.
Partikel in PWNe verlieren ihre Energie durch Strahlung und werden mit zunehmender Entfernung vom Zentralpulsar weniger energiereich. Multiwellenlängenstudien dieser Objekte, einschließlich Röntgenbeobachtungen, insbesondere unter Verwendung räumlich integrierter Spektren im Röntgenband, haben das Potenzial, wichtige Informationen über den Teilchenfluss in diesen Nebeln aufzudecken. Dies könnte wichtige Erkenntnisse über die Natur von PWNe im Allgemeinen liefern.
Jetzt hat ein Team von Astronomen unter der Leitung von Sanja Lazarević von der Western Sydney University in Radiokontinuumsuntersuchungen von ASKAP und MeerKAT einen neuen Pulsarwindnebel entdeckt. Sie nannten den neuen PWN „Potoroo“, nach einem kleinen, in Australien beheimateten Beuteltier.
Als nächstes entdeckten sie mit dem Parkes Ultra-Wideband Low (UWL)-Frequenzempfängersystem den Pulsarkandidaten, der die Bezeichnung PSR J1638–4713 erhielt. Weitere Beobachtungen von PSR J1638–4713 bestätigten, dass es den Potoroo antreibt.
Die Beobachtungen zeigen, dass Potoroo sowohl im Radio- als auch im Röntgenband eine charakteristische Kometenmorphologie aufweist. Dies deutet darauf hin, dass der Pulsar dem PWN vorauseilt und sich mit Überschall durch das Umgebungsmedium bewegt.
„Bei den Pulsaren, die mit Überschallgeschwindigkeit durch das Umgebungsmedium geschleudert werden, verwandelt der resultierende Staudruck das PWN in einen Bugstoß. Dieser Prozess begrenzt den Pulsarwind in die entgegengesetzte Richtung zur Pulsarbewegung und bildet einen kometenähnlichen geformten Schwanz“, erklärten die Autoren des Papiers.
Laut der Studie liegt Potoroo in einer Entfernung von mindestens 32.500 Lichtjahren und hat eine Radiogröße von etwa 68,5 Lichtjahren, während seine Röntgengröße zehnmal kleiner zu sein scheint. Daher verfügt Potoroo über die längsten bisher bekannten PWN-Funkspuren.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Potoroo ein ungewöhnlich steiles Gesamtfunkspektrum aufweist – auf einem Niveau von -1,27. Dies liegt unter den typischen Werten für das bekannte PWNe. Die Astronomen nehmen an, dass ein derart steiler Gesamtspektralindex auf die Wechselwirkung des umgekehrten Schocks der Mutter-Supernova mit dem PWN zurückzuführen sein könnte.
PSR J1638–4713 hat eine Spinperiode von 65,74 Millisekunden und ein Dispersionsmaß von 1.553 pc/cm3 – das zweithöchste aller bekannten Radiopulsare. Die Beobachtungen ergaben, dass PSR J1638–4713 ein junger Pulsar ist (mit einem charakteristischen Alter von 24.000 Jahren), eine hohe Spin-Down-Leuchtkraft und eine große projizierte Geschwindigkeit von über 1.000 km/s aufweist.
Mehr Informationen:
Sanja Lazarević et al., Fast as Potoroo: Radio Continuum Detection of a Bow-Shock Pulsar Wind Nebula Powered by Pulsar J1638-4713, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2312.06961
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