Till innehåll på sidan

The Pulsar and Nebula in SNR 0540-69.3

Tid: Må 2023-06-12 kl 09.00

Plats: FB52, Roslagstullsbacken 21, Stockholm

Språk: Engelska

Ämnesområde: Fysik, Atomär fysik, subatomär fysik och astrofysik

Licentiand: Linda Tenhu , Partikel- och astropartikelfysik

Granskare: Professor Göran Olofsson, Stockholm University, Sweden

Huvudhandledare: Professor Josefin Larsson, Department of Physics, KTH Royal Institute of Technology, The Oskar Klein Centre, AlbaNova, SE-106 91 Stockholm, Sweden

Exportera till kalender

QC 2023-05-23

Abstract

Supernovarester (SNR) är slutprodukterna av supernovaexplosioner (SN). Dessa explosioner inträffar när vissa massiva stjärnor möter ändarna av sin evolutionära cykel och skapar chockvågor som fortplantar sig i det omgivande mediet genom att stöta ut en del av stjärnans material. En SNR är regionen som definieras av dessa kraftfulla stötar. På grund av naturen hos SNR som sprider stjärnmaterial till sin omgivning spelar de en stor roll i universums kemiska utveckling. 

Vissa SNR:er har observerats innehålla en pulsar (PSR), en snurrande neutronstjärna som sänder ut elektromagnetisk strålning genom sina magnetiska poler, och en pulsar-vindnebulosa (PWN), där relativistiska partiklar och magnetfält som flyr pulsarn interagerar med omgivningen. Detta är fallet för SNR 0540-69.3 (SNR 0540), den så kallade tvillingen till ett av de mest studerade astronomiska objekten på himlen, Krabbanebulosan. Bifogade papper (Paper I) är baserad på VLT-observationer av de centrala regionerna i SNR 0540 med instrumenten MUSE och X-Shooter. MUSE-observationerna ger en möjlighet att studera de optiska rumsliga variationerna av SNR 0540 för första gången med hjälp av spektroskopi, och är i allmänhet en av få sådana studier av PWNe i optiken. A andra sidan har tidigare arbeten med fokus på formen av SNR 0540-kontinuumspektrumet i de optiska våglängderna mestadels använt smalbandsfotometri, vilket har gett motstridiga resultat. X-shooter-observationerna av SNR 0540 som ger det första nära-infraröda (NIR) spektrumet med en bra täckning i optiken kan användas för att ta itu med dessa problem. 

I Paper I modelleras synkrotronemissionen av potenslagsmodeller för att begränsa de underliggande förhållandena i PSR och PWN i SNR 0540. En viktig parameter i dessa modeller kallas spektralindex (α), som bestämmer spektrumets lutning. Vi hittar betydande rumsliga variationer i det spektrala indexet som avslöjar en torus-jet-struktur runt PSR, vilket bekraftar tidigare resultat. Överraskande nog finner vi också att spektralindexet minskar (från α ~ 1.7 till α ~ 0.5) mot de yttre delarna av PWN och är störst för PSR (α1 ~ 1 i de låga och α2 ~ 2 i de höga frekvenserna), i motsats till teoretiska förväntningar på grundscenariot med synkrotronkylning. Dessutom verkar två spektrala index krävas för att karakterisera både PSR:s och PWN:s optiska(-NIR) spektra. 

Framtida observationer inom det optiska, men också i det infraröda och röntgenstrålar skulle hjälpa till att förstå de komplexa förhållandena i de centrala regionerna av SNR. Det viktigaste är att optiska observationer av andra SNR:er skulle belysa om SNR 0540 är ett specialfall. De oväntade spektrala indexvariationerna i SNR 0540 belyser behovet av ytterligare teoretiskt arbete för att bättre förstå ursprunget till den optiska synkrotronemissionen i PSR och PWNe. 

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-327005