Mit dem XMM-Newton-Satelliten und dem Hubble-Weltraumteleskop (HST) haben Astronomen Röntgen- und Nahinfrarotbeobachtungen eines nahegelegenen Pulsars mittleren Alters namens PSR B1055-52 durchgeführt. Ergebnisse der Beobachtungskampagne, veröffentlicht am arXiv Preprint-Server liefern wesentliche Informationen über die Eigenschaften dieses Pulsars.
Pulsare sind hochmagnetisierte, rotierende Neutronensterne, die einen Strahl elektromagnetischer Strahlung aussenden. Sie werden normalerweise in Form kurzer Funkemissionsstöße erkannt; Einige von ihnen werden jedoch auch mit optischen, Röntgen- und Gammastrahlenteleskopen beobachtet.
Obwohl die Entfernung zum PSR B1055–52 ungewiss bleibt, deuten frühere Studien darauf hin, dass er sich nicht weiter als 2.300 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. PSR B1055–52 hat eine Spin-Periode von 197 Millisekunden, ein Spin-Down-Alter von etwa 535.000 Jahren, eine Spin-Down-Leistung von 30 Dezillionen Erg/s und ein Oberflächenmagnetfeld von 1,1 TG.
PSR B1055–52 ist ein gut untersuchter Pulsar, es gibt jedoch einige Diskrepanzen hinsichtlich seiner Röntgenspektralparameter und -flüsse. Aus diesem Grund hat eine Gruppe von Astronomen unter der Leitung von Bettina Posselt von der Universität Oxford, Großbritannien, beschlossen, PSR B1055–52 mit XMM-Newton und HST zu untersuchen.
„Frühere Beobachtungen des mittelalten Gamma-, Röntgen- und Radiopulsars B1055–52 deuteten auf einige Besonderheiten hin, wie etwa eine vermutete Änderung des Röntgenflusses und der spektralen Parameter, einen großen Überschuss der angeblichen thermischen Komponente von das ultraviolette (UV) Spektrum über der Rayleigh-Jeans-Erweiterung des thermischen Röntgenspektrums und ein möglicher Doppelbruch in der nichtthermischen Spektralkomponente zwischen dem optischen und dem Röntgenband. Wir haben PSR B1055–52 mit dem XMM-Newton beobachtet Observatorium im Röntgenbereich und das Hubble-Weltraumteleskop im nahen Infrarot (NIR)“, erklärten die Forscher.
Die Studie ergab, dass die Langzeit-Röntgeneigenschaften von PSR B1005-52 stabil zu sein scheinen, basierend auf dem Vergleich zwischen den 2000er und den neuen XMM-Newton-Beobachtungen aus dem Jahr 2019. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass der kurzfristige Röntgenfluss Änderungen vor oder um 2012 können nicht vollständig ausgeschlossen werden. Die Astronomen gehen davon aus, dass ein Kalibrierungsproblem bei der Chandra-Beobachtung von 2012 die in früheren Studien gemeldeten Diskrepanzen erklären könnte.
Der Potenzgesetz-Spektralindex für PSR B1005-52 wurde mit –0,57 im Energieband 3–10 keV gemessen, und eine Potenzgesetzsteigung wurde mit etwa –0,24 für den Farbindex von 0,03 mag berechnet. Es wurde festgestellt, dass die Potenzgesetzkomponenten in den ultravioletten, optischen, infraroten und Röntgenspektren ähnliche Steigungen aufweisen und reibungslos miteinander verbunden sind, was auf gemeinsame Beschleunigungs- und Emissionsmechanismen schließen lässt.
Darüber hinaus stimmt das Röntgenspektrum von PSR B1005-52 nicht mit den Modellspektren der Neutronensternatmosphäre überein, ähnlich wie bei anderen Pulsaren mittleren Alters. Dies könnte auf eine kondensierte Neutronensternoberfläche hinweisen, deren Spektrum möglicherweise näher am Schwarzkörperspektrum liegt.
Die neuen Beobachtungen ermöglichten es den Forschern auch, die Eigenbewegung von PSR B1005-52 genau zu messen, was für die Abschätzung des kinematischen Alters dieses Pulsars von entscheidender Bedeutung sein könnte.
„Im Prinzip könnte die mittlerweile bekannte Eigenbewegung genutzt werden, um ein kinematisches Alter einzuschränken und so eine unabhängige Altersschätzung zu liefern, die dem eher unsicheren charakteristischen Alter vorzuziehen ist. Solche Informationen ermöglichen einen zuverlässigeren Vergleich mit anderen NSs.“ [neutron stars] sowie mit theoretischen Vorhersagen, z. B. NS-Kühlkurven“, schlussfolgerten die Autoren der Arbeit.
Mehr Informationen:
B. Posselt et al., Röntgen- und Nahinfrarotbeobachtungen des mittelalten Pulsars B1055-52, seines Multiwellenlängenspektrums und seiner Eigenbewegung, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2306.00185 arxiv.org/abs/2306.00185
© 2023 Science X Network