Нетеплове випромінювання залишків наднових і пульсарно-вітрових туманностей в околі магнетара sgr1900+14

Сокарева А., Гнатик Б. Нетеплове випромінювання залишків наднових і пульсарно-вітрових туманностей в околі магнетара sgr1900+14. Вісник київського національного університету імені Тараса Шевченка. Астрономія. 2024. Вип. 1/2 (69/70). С. 42-49.

В с т у п . Високоенергетичні процеси в міжзоряному середовищі (МЗС) нашої Галактики супроводжуються прискоренням малої частки ядер та електронів до ультрарелятивістських швидкостей. Прискорені частинки – космічні промені – генерують нетеплове випромінювання. Зокрема, електрони – синхротронне й обернене комптонівське випромінювання (лептонний механізм), протони та важчі ядра – високоенергетичне гама-випромінювання внаслідок непружних зіткнень з атомами МЗС, в яких народжуються, зокрема й піони, що швидко розпадаються на два гама-фотони (адронний механізм).
Потенційними прискорювачами Галактичних космічних променів є залишки Наднових і пульсарно-вітрові туманності. В роботі проведено моделювання гама-випромінювання неототожненого протяжного джерела 4FGL J1908.6+0915e в межах адронного та лептонного механізмів гама-випромінювання залишків Наднових G42.8+0.6, G043.023+0.762, G043.070+0.558 та їхніх пульсарно-вітрових туманностей, що позиційно збігаються із джерелом 4FGL J1908.6+0915e на карті неба.
М е т о д и . Для моделювання нетеплового випромінювання (від радіо- до гама-діапазону) джерела 4FGL J1908.6+0915e спостережуваний спектр гама-випромінювання, отриманий гама-телескопами космічного (Fermi-LAT) та наземного базування (H.E.S.S., HAWC), апроксимовано степеневим законом з експоненціальним обрізанням. Для розрахунку модельних спектрів використано програмний код NAIMA (Zabalza, 2016). Характеристики потенційних джерел гама-випромінювання – залишків Наднових G42.8+0.6, G043.023+0.762 і G043.070+0.558 – визначали з відповідності модельних спектрів до
апроксимованого спостережуваного спектра.
Р е з у л ь т а т и . Показано, що спостережуваний спектральний потік гама-випромінювання джерела 4FGL J1908.6+0915e може забезпечити кожен із залишків Наднових G42.8+0.6, G043.023+0.762 і G043.070+0.558 чи їхній сумарний вклад. Причому внаслідок відносної близькості цих залишків до Землі (3-5 кпк) необхідна енергія спалаху цих Наднових відповідає типовій енергії Галактичних Наднових – близько 1051 ерг.
В и с н о в к и . Неототожнене протяжне джерело 4FGL J1908.6+0915e позиційно збігається з положенням магнетара SGR1900+14 на карті неба. В роботі Hnatyk et al. (2022) показано, що воно може бути проявом залишку Наднової чи магнетарновітрової туманності, пов'язаних із магнетаром. Але необхідні енергії Наднової, пов'язаної з народженням магнетара, виявляються екстремально великими – порядку 1052 ерг унаслідок великої відстані до магнетара, що становить близько 12.5 кпк. Такі Наднові (їх називають Гіперновими) – рідкісні явища в Галактиці. В цій роботі ми показали, що інші залишки
Наднових G42.8+0.6, G043.023+0.762 і G043.070+0.558, які також збігаються з джерелом 4FGL J1908.6+0915e на карті неба, але розміщені на ближчих відстанях – 3-5 кпк, можуть забезпечити його спостережуваний спектральний потік уже за типових енергій залишків Наднових – близько 1051 ерг.