Novas Descobertas do Simeis 147: Emissões de Raios-X Detectadas
Cientistas detectam emissões de raios X da Nebulosa Spaghetti, revelando novas informações sobre restos de supernovas.
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Índice
Simeis 147, também conhecido como Nebulosa Espaguete, é um remanescente de supernova que tá localizado na nossa galáxia. Remanescentes de supernova são os materiais que sobram depois que uma estrela explode. Eles são importantes pra entender como as estrelas morrem e como elas afetam o que tá ao redor. O S147 já foi estudado em várias ondas, tipo ondas de rádio e luz, mas muito pouco se sabia sobre suas emissões de raios X até recentemente. Esse artigo vai falar sobre a descoberta das emissões de raios X do S147 e explorar as implicações disso pra nossa compreensão desse objeto.
Descoberta das Emissões de Raios X
Usando o telescópio SRG/eROSITA, os cientistas fizeram a primeira detecção significativa de emissões de raios X da nebulosa S147. Essa descoberta é importante porque raios X podem dar uma visão sobre os processos de alta energia que rolam nos remanescentes de supernova. As observações mostram que as emissões de raios X do S147 são principalmente suaves, o que significa que são detectadas em níveis de energia baixos. A faixa de energia principal que foi observada tá entre 0,5 e 1,0 keV. Curiosamente, a emissão cai bastante em energias mais altas, especialmente acima de 2,3 keV.
Características do S147
O S147 tem um formato único que lembra uma orelha grande, bem diferente da aparência típica em forma de concha de muitos outros remanescentes de supernova. A morfologia das emissões de raios X tá contida dentro dos limites de outras emissões, como rádio e luz H-alfa, exceto por uma região na borda oeste onde as emissões de rádio e H se estendem mais do que os raios X. Essa diferença pode dar dicas sobre os processos físicos que estão rolando dentro do S147.
As emissões de raios X vêm principalmente de gás quente, que foi aquecido pela explosão da estrela. O estudo indica a presença de elementos como Oxigênio, Néon e Magnésio nas emissões, enquanto elementos mais pesados não foram detectados em quantidades significativas.
O Papel dos Fatores Ambientais
Uma das partes interessantes do S147 é a sua localização. Ele tá situado no anti-centro galáctico, tornando-se um dos maiores remanescentes de supernova já observados em raios X. Entender sua idade e distância também é essencial pra juntar a história dele e como ele interage com o meio interestelar ao redor.
Usando vários métodos, os cientistas estimam que o S147 tá a cerca de 1,2 a 1,3 kiloparsecs da Terra, e sua idade é pensada em aproximadamente 40.000 anos. Isso coloca ele entre os remanescentes de supernova mais velhos, que podem dar insights sobre a evolução a longo prazo de tais objetos e sua influência nos ambientes ao redor.
Observações em Múltiplas Ondas
O estudo do S147 não se limita só a raios X. Ele foi observado em várias ondas, como rádio e luz óptica. Os dados de rádio revelam uma estrutura em forma de concha, enquanto as observações ópticas mostram filamentos delicados. A combinação dessas observações ajuda os pesquisadores a terem uma visão mais abrangente do remanescente.
A correlação entre as emissões de raios X e outras ondas pode revelar detalhes sobre as condições físicas dentro do remanescente. Por exemplo, a presença de emissões H-alfa, que traçam gás quente, geralmente se alinha com as emissões de raios X, já que ambos os tipos de emissões vêm de processos relacionados à supernova.
O Impacto das Nuvens Moleculares
Uma das descobertas fascinantes do estudo é a relação entre o S147 e nuvens moleculares próximas. Essas nuvens são compostas de gás e poeira e podem interagir com as emissões do remanescente. As emissões estendidas de raios gama detectadas do S147 sugerem uma interação complexa com essas nuvens, apoiando a ideia de que elas podem estar influenciando as emissões observadas.
Essa interação pode ajudar a entender melhor como os remanescentes de supernova contribuem para o meio ao redor, incluindo a criação de novas estrelas e a disseminação de elementos pesados que foram sintetizados durante a vida da estrela.
Pesquisas Futuras
O estudo do S147 demonstra a importância de usar múltiplos métodos de observação pra obter uma imagem mais clara de objetos astronômicos. Observações contínuas em diferentes ondas vão melhorar nosso entendimento desse remanescente de supernova e outros similares.
Pesquisas futuras podem focar na análise detalhada das composições elementares, interações com nuvens moleculares ao redor e as implicações dessas descobertas pra nossa compreensão mais ampla dos remanescentes de supernova.
Conclusão
A descoberta das emissões de raios X do S147 marca um passo considerável na nossa compreensão desse remanescente de supernova. As características observadas revelam informações importantes sobre os processos que ocorrem dentro do remanescente e suas interações com o ambiente ao redor. Estudos contínuos em múltiplas ondas prometem enriquecer nosso conhecimento não só do S147, mas também do ciclo de vida das estrelas e seus remanescentes em geral.
Ao juntar os elementos, distâncias, idades e interações dos remanescentes de supernova, os cientistas podem entender melhor o universo complexo e dinâmico em que vivemos.
Resumo dos Pontos Principais
- Simeis 147: Um remanescente de supernova conhecido como Nebulosa Espaguete, amplamente estudado em várias ondas.
- Descoberta da Emissão de Raios X: Primeira detecção significativa das emissões de raios X do S147 usando o telescópio SRG/eROSITA.
- Raios X Suaves: A emissão detectada principalmente na faixa de raios X suaves (0,5 a 1,0 keV), com detecções mais baixas acima de 2,3 keV.
- Morfologia: Formato único em forma de orelha do S147, diferente das estruturas típicas de remanescentes de supernova.
- Composição Elementar: Presença de Oxigênio, Néon e Magnésio detectada, com a falta de elementos mais pesados.
- Distância e Idade: Distância estimada de cerca de 1,2 a 1,3 kiloparsecs e idade aproximada de 40.000 anos.
- Observações em Múltiplas Ondas: Dados de rádio e ópticos completam as descobertas de raios X pra dar uma visão abrangente do S147.
- Nuvens Moleculares: Possíveis interações entre S147 e nuvens moleculares próximas influenciando as emissões.
- Pesquisas Futuras: Estudos contínuos em múltiplas ondas vão melhorar a compreensão dos remanescentes de supernova e seu impacto no meio interestelar.
- Implicações: Descobertas contribuem pra o conhecimento sobre o ciclo de vida das estrelas, distribuição de elementos no universo e a dinâmica da evolução cósmica.
Título: Study of X-ray emission from the S147 nebula with SRG/eROSITA: X-ray imaging, spectral characterization, and a multiwavelength picture
Resumo: Simeis 147 (S147, G180.0-01.7, "Spaghetti nebula") is a supernova remnant (SNR) extensively studied across the entire electromagnetic spectrum, from radio to giga-electronvolt $\gamma$-rays, except in X-rays. Here, we report the first detection of significant X-ray emission from the entire SNR using data of the extended ROentgen Survey Imaging Telescope Array (eROSITA) onboard the Russian-German Spektrum Roentgen Gamma (SRG). The object is located at the Galactic anticenter, and its 3 deg size classifies it among the largest SNRs ever detected in X-rays. By employing $\sim$15 years of Fermi-LAT data, our study confirms the association of the remnant with a spatially coincident diffuse giga-electronvolt excess, namely 4FGL J0540.3+2756e or FGES J0537.6+2751. The X-ray emission is purely thermal, exhibiting strong O, Ne, and Mg lines; whereas it lacks heavier-Z elements. The emission is mainly confined to the 0.5-1.0 keV band; no significant emission is detected above 2.0 keV. Both a collisional plasma model in equilibrium and a model of nonequilibrium collisional plasma can fit the total spectrum. While the equilibrium model -- though statistically disfavored -- cannot be excluded by X-ray fitting, only the absorption column of the nonequilibrium model is consistent with expectations derived from optical extinction data. Adopting an expansion in a homogeneous medium of typical interstellar medium (ISM) density, the general SNR properties are broadly consistent with an expansion model that yields an estimated age of $\sim0.66-2\times10^{5}$ yr, that is a rather old age. The preference for an X-ray-emitting plasma in nonequilibrium, however, adds to the observational evidence that favors a substantially younger age. In a companion paper, we explore an SNR-in-cavity scenario, resulting in a much younger age that alleviates some of the inconsistencies of the old-age scenario.
Autores: Miltiadis Michailidis, Gerd Pühlhofer, Werner Becker, Michael Freyberg, Andrea Merloni, Andrea Santangelo, Manami Sasaki, Andrei Bykov, Nikolai Chugai, Eugene Churazov, Ildar Khabibullin, Rashid Sunyaev, Victor Utrobin, Igor Zinchenko
Última atualização: 2024-06-25 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2401.17312
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2401.17312
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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