Astronomer har använt ESA:s rymdfarkost XMM-Newton för att undersöka den överjoniserade rekombinerande plasman i en supernovarest (SNR) känd som IC 443. Resultaten av denna forskning, publicerad 12 augusti på arXiv.org, leverera viktig information om ursprunget för denna plasma i det studerade SNR.

SNR är diffusa, expanderande strukturer till följd av en supernovaexplosion. De innehåller utstött material som expanderar från explosionen och annat interstellärt material som har svepts upp av stötvågens passage från den exploderade stjärnan.

Studier av supernovarester är viktiga för astronomer, eftersom de spelar en nyckelroll i galaxernas utveckling, sprider de tunga grundämnen som skapades i supernovaexplosionen och tillhandahåller den energi som behövs för att värma upp det interstellära mediet (ISM). SNR tros också vara ansvariga för accelerationen av galaktiska kosmiska strålar.

IC 443 är en galaktisk kärnkollaps SNR med en diameter på cirka 50 bågminuter och tillhör GEM OB1-föreningen på ett avstånd av cirka 4, 900 ljusår. SNR uppvisar en skalliknande morfologi i radiobandet och centralt fylld termisk röntgenstrålning.

Observationer visar att IC 443 verkar bestå av två sammankopplade kvasi-sfäriska underskal med olika radier och tyngdpunkter. Den visar sig också ha en ganska komplex miljö eftersom den interagerar med ett molekylärt moln i de nordvästra och sydöstra områdena och med ett atommoln i nordost.

IC 443 uppfattas som en av de viktigaste SNR för studier av den så kallade överjoniserade rekombinerande plasman (RP). Senaste röntgenobservationer har avslöjat förekomsten av plasma i ett rekombinationsdominant tillstånd i ett dussin SNR. Sådana plasma har en högre joniseringsgrad än vad som förväntas i kollisionsjoniseringsjämvikt, därför kallades de överjoniserade rekombinerande plasma.

Ett team av astronomer ledda av Hiromichi Okon från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, Massachusetts, beslutade att observera röntgenstrålningen från IC 443 med hjälp av XMM-Newtons European Photon Imaging Camera (EPIC). Huvudsyftet med dessa observationer var att undersöka överjoniserat rekombinerande plasma i denna SNR, vilket skulle kunna hjälpa astronomer att bättre förstå det fysiska ursprunget för RP i allmänhet.

Studien fann att RP i regioner som interagerar med täta molekylära moln i IC 443 tenderar att ha lägre elektrontemperatur och lägre rekombinationstidsskala. Baserat på beräkningen av laddningsfraktionen för joner, detta fynd tyder på att RPs på dessa platser är mer kylda och kraftigare överjoniserade.

Astronomerna noterade att de observerade egenskaperna hos RPs i IC 443 kunde förklaras av en snabb kylning via värmeledning. De tillade att ett liknande resultat rapporterades för SNR W44, där avdunstning av klumpig gas inbäddad i den heta plasman orsakar den snabba kylningen.

Enligt tidningen, den andra hypotesen som möjligen skulle kunna förklara överjoniseringen är att den orsakades av jonisering av protoner. Dock, astronomerna ogillar detta scenario eftersom ett sådant protonbombardement är svårt att förklara de observerade egenskaperna hos RP:erna i IC 443.

© 2021 Science X Network