Pulsarer er hurtigt roterende neutronstjerner, der udsender regelmæssige radiobølgepulser og stråler med magnetisk stråling, som undertiden kan detekteres fra Jorden. Disse pulserende stjerner er tætte rester af massive stjerner, hvis liv afsluttes i en supernova -eksplosion.
Nogle astronomer har for nylig observeret regioner med udvidede gammastråleemission ved Tera-Electron Volt (TEV) energier omkring middelaldrende pulsarer, som er mellem 100.000 og 1 million år gamle. Disse regioner, kaldet TEV -haloer, viste sig at være signifikant større end deres tilsvarende Pulsars vindnebler (dvs. skyer af ladede partikler og magnetiske felter genereret af Neutron Stars ‘rotation og magnetisk energi).
Mens tilstedeværelsen af TEV-haloer omkring nogle middelaldrende pulsarer nu er veldokumenteret, forbliver processerne, der fører til dannelsen af disse glorier, dårligt forstået. Derudover er spørgsmålet om, hvorvidt disse glorier er en almindelig eller sjælden forekomst, endnu ikke definitivt blevet besvaret.
HAWC-samarbejdet, en stor gruppe forskere med base på forskellige universiteter i Mexico og De Forenede Stater, begyndte for nylig at besvare dette spørgsmål ved at analysere data indsamlet ved højhøjde vandet Cherenkov (HAWC) observatorium i Mexico. Deres fund, der blev offentliggjort i Fysiske gennemgangsbreveantyder, at TEV-haloer er universelle træk ved middelaldrende pulsarer og således kan bruges til at identificere pulsarer, der ikke kan detekteres ved hjælp af instrumenter designet til at samle radiobølger eller lavere energi-gammastråler.
“Siden 2017, da udvidet TEV-gammastråle-emission først blev detekteret omkring middelaldrende Pulsars Geminga og Monogem, har forskere forsøgt at forstå oprindelsen af dette fænomen,” fortalte Sara Coutiño de León, medforfatter til papiret, til LektieForum.
“Et centralt spørgsmål har været, om TEV -haloer er sjældne funktioner, der er unikke for et par pulsarer, eller om de er et almindeligt kendetegn for mange. Denne idé inspirerede os til at søge efter TEV -haloer ved hjælp af data fra HAWC -observatoriet.”
Som en del af deres undersøgelse analyserede De León og hendes samarbejdspartnere et himmelkort indeholdende højenergi-gammastråle-observationer indsamlet over en periode på 2.300 dage på HAWC-observatoriet. HAWC-observatoriet, beliggende på skråningerne af Sierra Negra-vulkanen i Mexico, har specialiseret sig i påvisning af sekundære partikler, der produceres, når der er højenergi-gammastråler, der stammer fra Space Reach Earth’s atmosfære.
“Vi fokuserede på de middelaldrende pulsarer, der falder i synsfeltet af vores detektor og undersøgte sandsynlighedsprofilen for hver enkelt, der fortæller os, hvor godt dataene passer til tilstedeværelsen af udvidet gammastråleemission,” forklarede de León. “Ved at stable disse profiler – i det væsentlige at opsummere dem – kunne vi vurdere, om der var et kollektivt signal.”
Generelt antyder resultaterne af forskernes analyser, at TEV-gammastrålehaloer er et almindeligt træk ved middelaldrende pulsarer, hvilket antyder, at TEV-haloer kunne bruges til at detektere pulsarer, der ikke kan observeres i andre bølgelængder (dvs. ved at søge efter deres radiobølgeresignaler, X-Ray eller GEV-data). Denne idé kunne valideres i yderligere undersøgelser og kunne inspirere til fremtidige bestræbelser, der sigter mod at opdage og studere disse pulsarer.
“Vores arbejde giver bevis, der understøtter ideen om, at TEV-haloer ikke er sjældne, men sandsynligvis er et almindeligt træk ved middelaldrende pulsarer,” tilføjede de León. “Dette antyder, at vi muligvis er nødt til at revidere og revidere aktuelle modeller af, hvordan højenergipartikler rejser gennem Mælkevejen. Vi planlægger nu at gennemføre detaljerede undersøgelser af individuelle TEV-haloer. Ved at gøre dette har vi til formål at forstå bedre, hvordan partikler forplantes i og omkring disse kilder.”