Een zeer mysterieuze energiebron die door astronomen is onderzocht

Astronomen van de Universiteit van Maryland en de Michigan Technological University hebben een mysterieuze bron van hoogenergetische gammastraling onderzocht, bekend als LHAASO J2108+5157. De resultaten van het onderzoek werden op 31 augustus gepubliceerd op een preprint-server arXivHet kan ons helpen de ware aard van deze bron te onthullen.

Bronnen die gammastraling uitzenden met fotonenergieën tussen 100 GeV en 100 TeV worden gammastralingsbronnen met zeer hoge energie (VHE) genoemd, terwijl bronnen met fotonenergieën hoger dan 0,1 MeV bekend staan ​​als VHE-bronnen Very (UHE). De aard van deze bronnen is nog steeds niet goed begrepen. Daarom zijn astronomen voortdurend op zoek naar nieuwe objecten van dit type om te karakteriseren, wat meer licht kan werpen op hun eigenschappen in het algemeen.

Een team van astronomen onder leiding van Sajjan Kumar van de Universiteit van Maryland besloot een van de UHE-gammastralingsbronnen, LHAASO J2108+5157 genaamd, nader te bekijken. Het is een puntachtige bron met een uitbreiding van minder dan 0,39 graden, en het is bekend dat deze geassocieerd is met een moleculaire wolk [MML2017]4607 – op ongeveer 10.700 lichtjaar afstand.

Bij eerdere waarnemingen van LHAASO J2108+5157 zijn geen röntgenstralingstegenhangers gedetecteerd, en de dichtstbijzijnde röntgenbron bleek de verduisterende dubbelster RX J2107.3+5202 te zijn met een afstand van ongeveer 0,3 graden. Omdat er tot nu toe geen krachtige pulsars of supernovaresten zijn gedetecteerd in de buurt van LHAASO J2108+5157, is het moeilijk om de oorsprong van de gammastraling te bepalen, aangezien dit kan worden verklaard door hadronische of leptonische modellen.

Daarom observeerde het team van Kumar LHAASO J2108+5157 met behulp van het Extremely Active Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) en het High-Altitude Hydroelectric Cherenkov Observatory (HAWC) om meer licht te werpen op de uitgezonden UHE-gammastraling.

Bij de waarnemingen werd geen significante emissie aangetroffen nabij de locatie van LHAASO J2108+5158. De astronomen voerden ook een spectroscopische analyse uit van het cirkelvormige gebied met een straal van 0,09 graden rond de positie van LHAASO J2108+5157, en maten de bovengrenzen van de differentiële flux bij 1,0, 3,98 en 15,38 TeV aan energie, wat consistent is met eerdere studies.

De verkregen bovengrenzen sluiten het hadronische model uit en suggereren een leptonische oorsprong voor de emissie, variërend van enkele TeV tot honderden TeV-energie. De onderzoekers merken echter op dat er onlangs een nieuwe moleculaire wolk is geïdentificeerd nabij LHAASO J2108+5157, die meer licht werpt op de oorsprong van de waargenomen gammastraling.

“De vorm van deze nieuwe wolk hangt nauw samen met de gammastralingsemissie van LHAASO J2108+5157 tot 2 GeV van Fermi-LAT en de emissie gedetecteerd door LHAASO. Dit vergroot de mogelijkheid dat de gammastraling wordt geproduceerd via het submoleculaire hadron De astronomen concludeerden: “De wolk is het belangrijkste doelwit van kosmische stralingsdeeltjes die worden versneld door niet-geïdentificeerde PeVatrons.”

Ze voegden eraan toe dat toekomstige observaties door CTA en analyse in het röntgenbereik nodig zijn om de aard van LHAASO J2108+5157 volledig te begrijpen.