Genom att analysera data från NASAs Fermi-rymdfarkost och Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC) teleskop, ett internationellt team av astronomer har undersökt en millisekundspulsar känd som PSR J0218+4232. Resultat av studien, publicerad 25 augusti på arXiv.org, belysa emissionen från denna källa.

Pulsarer är mycket magnetiserade, roterande neutronstjärnor som sänder ut en stråle av elektromagnetisk strålning. De snabbast roterande pulsarerna, med rotationsperioder under 30 millisekunder, är kända som millisekundspulsarer (MSP). Astronomer antar att de bildas i binära system när den initialt mer massiva komponenten förvandlas till en neutronstjärna som sedan snurras upp på grund av ansamling av materia från sekundärstjärnan.

På ett avstånd av cirka 10, 270 ljusår bort från jorden, PSR J0218+4232 (eller förkortat J0218) är en MSP med en snurrperiod på 2,3 millisekunder. Den är värd för en vit dvärgkamrat med en massa på cirka 0,2 solmassor, på en tvådagarsbana. J0218 har ett extremt starkt magnetfält vid ljuscylindern på cirka 100, 000 G. Dessutom, dess karakteristiska ålder på cirka 500 miljoner år och spin-down kraft på cirka 240 decillioner erg/s, gör det till en av de yngsta och mest energiska MSP:erna hittills känt.

Tidigare studier av J0218 har föreslagit att det kan vara en av de bästa kandidaterna för att söka efter mycket högenergi (VHE) gammastrålning (över 100 GeV). Det är därför ett team av astronomer, ledd av Pablo M. Saz Parkinson vid University of California i Santa Cruz, bestämde sig för att analysera observationsdata för denna pulsar erhållen med Fermi och MAGIC.

"I det här pappret, vi rapporterar resultat från en analys av 11,5 års Fermi-LAT-data, tillsammans med ~90 timmars data från nya MAGIC stereoskopiska observationer av J0218, samlas in från november 2018 till november 2019, använder lågenergitröskeln Sum-Trigger-II-systemet, " förklarade forskarna.

Studien fann bevis för pulserande emission från J0218 över 25 GeV, men inga bevis för emission över 100 GeV (VHE) upptäcktes. Astronomerna sökte också efter möjlig emission över 30 GeV i Fermi-data men fann att, trots närvaron av 10 händelser ovanför denna energi, deras fördelning i fas gav ett p-värde som inte var signifikant.

Vidare, forskarna modellerade bredbandsspektrumet för J0218 från ultraviolett (UV) till VHE gammastrålar med hjälp av en numerisk kraftfri magnetosfärmodell för det globala magnetfältet, beräkna de individuella banorna för partiklar som injiceras vid neutronstjärnans yta. Modellen användes för att förklara bristen på VHE-emission från J0218.

Sammanfattning av resultaten och teoretisk modellering, författarna till artikeln drog slutsatsen att det kommer att vara mycket utmanande att detektera VHE-utsläpp från J0218 med den nuvarande generationen av teleskop. Detta kan ändras med Cherenkov Telescope Array (CTA) som planeras att vara i drift 2022.

"Cherenkov Telescope Array (CTA) förväntas ha betydligt bättre känslighet än MAGIC i området 10–100 GeV, och denna och andra pulsarer kommer därför att vara främsta mål för observation, ", konstaterade astronomerna.

© 2021 Science X Network