| Autor(en): |
Matthew Lynn Dalton |
Titel: |
Identification of the VHE Gamma-ray source HESS J1303-631 as a pulsar wind nebula through multi-wavelength observations |
| Gutachter: |
Thomas Lohse; Götz Heinzelmann; Alexander Kappes |
| Erscheinungsdatum: |
19.04.2011 |
| Volltext: |
pdf
(urn:nbn:de:kobv:11-100186258)
|
| Fachgebiet(e): |
Physik |
| Schlagwörter (ger): |
H.E.S.S., Gammastrahlung, HESS J1303-631, Gammaastronomie, PSR J1301-6305, Pulsarwind Nebel |
| Schlagwörter (eng): |
H.E.S.S., HESS J1303-631, Gamma-rays, Gamma-ray Astronomy, PSR J1301-6305, Pulsar Wind Nebula |
| Einrichtung: |
Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I |
| Lizenz: |
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| Zitationshinweis: |
Dalton, Matthew Lynn:
Identification of the VHE Gamma-ray source HESS J1303-631 as a pulsar wind nebula through multi-wavelength observations;
Dissertation,
Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I , publiziert am 19.04.2011, urn:nbn:de:kobv:11-100186258
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| Abstract (ger): |
| Diese Arbeit beschreibt die Identifikation der bisher unidentifizierten TeV Gammastrahlungsquelle,
HESS J1303-631 als Pulsarwind-Nebel, angetrieben von dem Pulsar PSR J1301-6305. Dieses Ergebnis wird durch den Nachweis von energieabhängiger
Morphologie in den vom High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) genommenen Daten und durch die Detektion eines neuen Röntgen-Pulsarwind-Nebels in XMM-Newton Daten erreicht. Zudem wird eine obere Schranke auf den Fluss von Radiostrahlung
aus Beobachtungen mit dem Parkes Radioteleskop bei 4.48 GHz abgeleitet. Diese Ergebnisse können in einem leptonischen Modell des Pulsarwind-Nebels verstanden werden, wo Elektronen und Positronen in der Nähe des Termination Shocks des
Pulsarwindes auf ultrarelativistische Energien beschleunigt werden. Diese Leptonen bilden einen ausgedehnten Pulsarwind-Nebel, der auf Grund
des inversen Compton-Effekts und
Synchrotronstrahlung TeV Gammastrahlung beziehungsweise Röntgen- und
Radiostrahlung erzeugt.
Da nur eine obere Grenze auf den Radiofluss abgeleitet wurde, erfolgte die Modellierung
im Rahmen eines einfachen ``one zone models'''', wo angenommen wird, dass die Radio-, Röntgen- und Gammastrahlung alle von derselben Leptonenpopulation erzeugt werden. Das Modell wird aber trotzdem von den Daten schon
eingeschränkt und liefert ein schwaches Magnetfeld von ungef 0.9 Microgauss. Diese Magnetfeldstärke ist überraschend niedrig, da in
ähnlichen Systemen die Magnetfeldstärken
eher bei 10 Microgauss liegen. Andererseits passt das Ergebnis gut zu dem sehr niedrigen Synchrotronstrahlungsfluss. Ein derart schwaches Magnetfeld wird im theoretischen Szenario eines
ausgedehnten, beziehungsweise entwickelten
Pulsarwind-Nebels erklärt. |
| Abstract (eng): |
| This work represents the identification of the very high energy, E > 100 GeV (VHE), Gamma-ray source HESS J1303-631 as a pulsar wind nebula (PWN) powered by the pulsar PSR J1301-6305. This is achieved through the detection of energy
dependent morphology in the High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) data, the
detection of a new X-ray PWN in archival XMM-Newton X-ray observations, as well
as multi-wavelength modeling of the source and its energetics. An upper limit on the
radio synchrotron flux is obtained from observations made by the Parkes
telescope at 4.48 GHz. The combined Gamma-ray, X-ray and radio measurements are used to constrain a leptonic emission model, where strong winds of relativistic electrons
and positrons from the pulsar power the acceleration of particles to ultrarelativistic
energies at the wind termination shock region, and these shock accelerated leptons
then form a nebula which emits in the X-ray and radio bands via synchrotron emission
in the ambient magnetic field and Gamma-rays through the inverse Compton
mechanism. One surprising result of this analysis is the anomalously low magnetic
field derived for the PWN. Typical values for PWNe are on the order of 10 microgauss.
For this source, however, the low synchrotron levels predict an average magnetic field of
approximately 0.9 microgauss. The low magnetic field is explained in the scenario of an expanded/evolved PWN. |
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