Analisi dei nuovi dati dalle osservazioni a raggi X utilizzando la navicella spaziale NuSTAR della NASA e i dati di archivio dell'osservatorio spaziale a raggi X Chandra dell'agenzia, ha fornito ulteriori informazioni sulla natura di una nebulosa pulsar vento (PWN) denominata 3C 58. Risultati dell'analisi, presentato in un articolo pubblicato il 12 aprile su arXiv.org, potrebbe anche gettare più luce sulla distribuzione delle particelle nella popolazione di PWNe noto.

Le PWNe sono nebulose alimentate dal vento di una pulsar. Il vento pulsar è composto da particelle cariche e quando si scontra con i dintorni della pulsar, in particolare con l'ejecta di supernova in lenta espansione, sviluppa un PWN.

Le osservazioni di PWNe hanno mostrato che le particelle in questi oggetti perdono la loro energia a causa della radiazione e diventano meno energetiche con la distanza dalla pulsar centrale. In particolare, Studi a raggi X di PWNe, soprattutto utilizzando spettri spazialmente integrati nella banda dei raggi X, hanno il potenziale di scoprire importanti informazioni sul flusso di particelle in queste nebulose.

Situato a circa 6, da 500 a 10, 000 anni luce di distanza dalla Terra, 3C 58 è un giovane PWN con struttura a getto di toro e alimentato dalla pulsar PSR J0205+6449 da 65 millisecondi. Mentre l'oggetto è stato studiato intensamente nella banda dei raggi X molli (inferiore a 8,0 keV) e quindi il suo spettro dei raggi X molli è ben modellato, gli astronomi sono interessati a verificare se lo spettro si estende alla banda dei raggi X duri sopra i 10 keV.

Per verificare ciò, un gruppo di ricercatori guidati da Hongjun An della Chungbuk National University di Cheongju, La Corea del Sud ha impiegato la sonda Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) per eseguire l'analisi spettrale di 3C 58 fino a 20 keV. Hanno anche rianalizzato i dati di Chandra per confrontarli con i risultati di NuSTAR.

Gli astronomi hanno misurato la morfologia dipendente dall'energia, variazione spaziale dell'indice spettrale, e uno spettro di raggi X a banda larga spazialmente integrato di 3C 58.

"Queste misurazioni sono utilizzate per dedurre le proprietà di 3C 58 con scenari di radiazione di sincrotrone, " scrivono i ricercatori sul giornale.

I risultati indicano che la dimensione del 3C 58 diminuisce con l'aumentare dell'energia, che cosa, secondo i ricercatori è dovuto all'effetto burn-off del sincrotrone. I dati mostrano anche che lo spettro è più morbido nelle regioni esterne di questo PWN.

Inoltre, i ricercatori hanno trovato un accenno di un'interruzione spettrale nello spettro dei raggi X spazialmente integrato e un'interruzione nel profilo radiale dell'indice spettrale di 3C 58.

"Il profilo radiale dell'indice spettrale si rompe a R ≈ 80, e lo spettro a raggi X spazialmente integrato di 3C 58 mostra un accenno di rottura spettrale a 25 keV, "si legge sul giornale.

Secondo lo studio, la rottura del profilo radiale indica un'energia massima degli elettroni di circa 200 TeV, ciò che è più grande di quanto precedentemente stimato. Quando si tratta della rottura spettrale, i dati suggeriscono un'energia massima degli elettroni di circa 140 TeV per una presunta intensità del campo magnetico di 80 μG. Inoltre, l'intensità del campo magnetico in 3C 58 è stata calcolata tra 30 e 200 μG.

Tutto sommato, gli astronomi hanno concluso che il loro studio potrebbe far progredire le nostre conoscenze sui modelli di accelerazione ed emissione di PWNe. Hanno notato che nel caso di 3C 58, la sua distribuzione spettrale dell'energia a banda larga ben misurata e la possibile rottura dei raggi X, hanno il potenziale per fornire nuove informazioni sull'accelerazione delle particelle e sul flusso in PWNe.

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