Med hjälp av NASA:s Fermi Gamma-ray rymdteleskop, astronomer har samlat in viktiga data som kan avslöja den verkliga naturen hos klotklustret Terzan 5. Den nya studien, presenteras i en artikel publicerad den 24 maj på arXiv.org, levererar ny information om klustrets pulsarpopulation och dess bredbandsutsläppsspektrum.

Observationer av klothopar (GC) i vår Vintergatans galax är av stor betydelse för astronomer eftersom de är bland de äldsta objekten i universum. Därför, de skulle kunna fungera som naturliga laboratorier för studier av stjärnutvecklingsprocesser.

Upptäcktes för ungefär ett halvt sekel sedan, Terzan 5 är en 12 miljarder år gammal galaktisk GC belägen omkring 19, 000 ljusår bort. Klustret har en särskilt hög central stjärndensitet, hög metallicitet, och även den högsta stjärninteraktionshastigheten av alla GCs i Vintergatan.

Terzan 5 är känd för att vara värd för 37 av 130 millisekundspulsarer (MSP) som hittills upptäckts, vad gör den till en rekordhållare när det kommer till det största antalet MSP:er i en galaktisk GC. Tidigare studier av detta kluster har också visat att det innehåller minst två distinkta stjärnpopulationer med olika åldrar och järnhalt. Detta kan tyda på att Terzan 5 kanske inte är ett "äkta" klotkluster, men ett resultat av en sammanslagning av två kluster, till exempel, eller en rest av en störd galax.

För att få mer detaljerad information om Terzan 5, som skulle kunna verifiera dessa möjligheter, ett internationellt team av astronomer under ledning av Hambeleleni Ndiyavala från North-West University i Potchefstroom, Sydafrika, beslutade att analysera nya data som erhållits av rymdfarkosten Fermi. Denna datauppsättning gjorde det möjligt för forskarna att modellera bredbandsspektralenergidistributionen (SED) i klustret.

"Vi hade därför som mål att samla in mer data om Terzan 5 och modellera den uppdaterade SED i ett leptoniskt scenario, " skrev astronomerna i tidningen.

Särskilt, den spektrala modellen som beskrivs i studien postulerar fyra spektrala komponenter, nämligen:lågenergisynkrotronstrålning (LESR), högenergisynkrotronstrålning (HESR), krökningsstrålning (CR) och invers Compton (IC). Modellen tillät också astronomerna att begränsa MSP-populationens fördelning av spin-down ljusstyrka.

Enligt studien, den uppdaterade SED i Terzan 5 beror med största sannolikhet på en kumulativ pulserad emission från en population av inbäddade MSP:er. Dessutom, det kan lika gärna tillskrivas opulsade emissioner från interaktionen av leptoniska vindar med omgivande magnetiska och mjuka fotonfält.

"Vi fick nya Fermi-data som vi kunde anpassa med hjälp av en modell för den kumulativa CR från en population av MSPs inbäddade i Terzan 5. Dessa data visade sig också vara begränsande för lågenergisvansen av den opulsade IC-komponenten, vilket ger en partikeleffektivitet på η _sid ~3 procent, beroende på valet av flera parametrar, särskilt〈 ̇E _vis >och n _{MSP, parvel} , " står det i tidningen.

I avslutande kommentarer, astronomerna underströk vikten av ytterligare studier av Terzan 5 och liknande kluster för att få en mer heltäckande bild av arten och egenskaperna hos galaktiska GC i allmänhet. De tillade att sådana instrument som Cherenkov Telescope Array (CTA) kan vara till stor hjälp för att identifiera nya GC:er med mycket hög energi (VHE).

"Detta kommer att tillåta oss att ytterligare granska konkurrerande utsläppsmodeller, samt att utveckla nya, mer kompletta och heltäckande sådana som kan förklara de rumsliga och spektrala egenskaperna hos galaktiska GC:er på en ständigt ökande detaljnivå, ", noterade författarna till tidningen.

© 2019 Science X Network