Mithilfe des High-Altitude Water Cherenkov (HAWC)-Observatoriums hat ein internationales Team von Astronomen eine Gammastrahlenquelle mit sehr hoher Energie beobachtet, die als TeV J2032+4130 bezeichnet wird. Ergebnisse der Beobachtungskampagne, vorgeführt 3. Juli auf dem Preprint-Server arXivliefern wichtige Informationen zur Beschaffenheit dieser Quelle.
Quellen, die Gammastrahlung mit Photonenenergien zwischen 100 GeV und 100 TeV aussenden, werden als Gammastrahlenquellen mit sehr hoher Energie (VHE) bezeichnet, während solche mit Photonenenergien über 0,1 PeV als Gammastrahlenquellen mit ultrahoher Energie (UHE) bezeichnet werden. Die Natur dieser Quellen ist noch nicht gut verstanden; daher suchen Astronomen ständig nach neuen Objekten dieser Art, um sie zu charakterisieren und so mehr Licht auf ihre Eigenschaften im Allgemeinen zu werfen.
TeV J2032+4130 wurde 2005 vom Experiment High Energy Gamma Ray Astronomy (HEGRA) als erste VHE-Gammastrahlenquelle im TeV-Bereich ohne Gegenstück mit niedrigerer Energie identifiziert. Frühere Beobachtungen von TeV J2032+4130 haben gezeigt, dass es aus zwei Quellen besteht, nämlich HAWC J2030+409 und HAWC J2031+415, die mit einem Pulsarwindnebel (PWN) zusammenfallen.
Es wurde auch festgestellt, dass der Pulsar PSR J2032+4127 höchstwahrscheinlich die Energiequelle für diesen PWN ist. In einer Entfernung von etwa 4.300 Lichtjahren ist PSR J2032+4127 ein langperiodischer Doppelstern (mit einer Umlaufzeit von etwa 50 Jahren) mit einem Stern namens MT91 213, der etwa 15 Mal massereicher ist als die Sonne. Dies macht ihn zu einem seltenen Typ eines TeV-Doppel-Gammapulsars.
Nun hat eine Gruppe von Astronomen unter der Leitung von Ruben Alfaro von der Nationalen Autonomen Universität von Mexiko HAWC eingesetzt, um TeV J2032+4130 genauer zu untersuchen, wobei sie sich hauptsächlich auf den möglichen PWN HAWC J2031+415 konzentrierte.
HAWC-Beobachtungen haben gezeigt, dass HAWC J2031+415 ein ausgedehntes Emissionsgebiet ist, das als symmetrische Gauß-Verteilung modelliert wird. Das Gebiet hat eine spektrale Form eines Potenzgesetzes mit einer exponentiellen Grenzenergie von ungefähr 19 TeV, was darauf hindeutet, dass es sich um einen PWN handeln könnte.
Die Astronomen kamen zu dem Schluss, dass HAWC J2031+415 aufgrund seiner Nähe zu TeV J2032+4130 höchstwahrscheinlich die hochenergetische Erweiterung dieser nicht identifizierten Quelle ist. Sie fügten hinzu, dass es zwar keine eindeutigen Hinweise auf eine energieabhängige Morphologie gebe, die spektrale Form jedoch mit der eines typischen PWN übereinstimme.
Darüber hinaus wurde festgestellt, dass das beobachtete Energie-Gesamtenergie-Verhältnis von HAWC J2031+415 bei 1 % liegt, was für die bekannte PWNe-Population typisch ist.
Zusammenfassend kamen die Autoren des Papiers zu dem Schluss, dass die gesammelten Daten die PWN-Natur von HAWC J2031+415 bestätigen.
„Das Ergebnis der leptonischen Emission spricht dafür, dass die Emission von HAWC J2031+415 und damit auch von TeV J2032+4130 von einem Pulsarwindnebel erzeugt wird, der von PSR J2032+4127 angetrieben wird“, schrieben die Wissenschaftler.
Mehr Informationen:
R. Alfaro et al, Verständnis der Emission und Morphologie der unbekannten Gammastrahlenquelle TeV J2032+4130, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2407.02879
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