O observatório espacial Chandra, da NASA, permitiu a astrônomos da Universidade George Washington explorar a nebulosa de vento de pulsar no interior do remanescente de supernova CTA 1. O estudo revelou detalhes inéditos sobre sua morfologia e capacidade de aceleração de partículas.
Publicado em 20 de maio no servidor arXiv e divulgado pelo phys.org, o trabalho também utilizou dados do observatório de raios gama Fermi da NASA. O remanescente CTA 1, localizado a cerca de 4.600 anos-luz da Terra, abriga a nebulosa alimentada pelo pulsar PSR J0007+7303.
O pulsar possui período de rotação de 315,8 milissegundos e campo magnético de 10 trilhões de Gauss. Com idade estimada em 14 mil anos, o objeto é silencioso em rádio e permanecia pouco estudado até agora.
Liderados por Seth Gagnon, os pesquisadores realizaram observações profundas com o Chandra e analisaram dados de arquivo da mesma espaçonave. A investigação foi complementada com informações do Fermi-LAT e modelagem da distribuição espectral de energia em banda larga.
A análise revelou morfologia compacta para a nebulosa, com estruturas bem definidas de jatos e um toro. O jato principal se estende por cerca de 20 segundos de arco ao sul do pulsar e se curva em direção ao sudoeste.
Um contra-jato mais tênue aponta para o norte, enquanto um toro compacto está orientado perpendicularmente ao eixo dos jatos. Os astrônomos sugerem que a curvatura do jato seja influenciada pela interação com o meio interestelar ou com a onda de choque reversa do remanescente.
A velocidade transversal do pulsar foi medida como inferior a 200 km/s, valor menor que estimativas anteriores. Essa discrepância indica que o sistema pode ser mais velho ou que a expansão de CTA 1 é assimétrica.
Os espectros de raios X nas componentes compactas da nebulosa são duros, e a eficiência radiativa em X é baixa. A modelagem da distribuição espectral sugere campo magnético reduzido, entre 1,4 e 3,2 microgauss.
A energia de corte de elétrons foi estimada na faixa de 0,2 a 0,3 PeV. Esses parâmetros revelam uma nebulosa com baixa magnetização e alta capacidade de aceleração de partículas até energias de peta-elétron-volt.
O CTA 1 surge como uma nebulosa de vento de pulsar jovem, de baixa eficiência e magnetização. Sua capacidade de acelerar partículas a energias de PeV oferece um laboratório valioso para estudar a física da aceleração em ambientes astrofísicos.
A descoberta contribui para a compreensão de como as nebulosas de pulsar geram raios cósmicos de altíssima energia. Essas partículas permeiam a galáxia e são fundamentais para a astrofísica de altas energias.
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