Ферми раскрывает природу шарового скопления Terzan 5

Новое исследование, представленное в статье arXiv.org, предоставляет новую информацию о популяции пульсаров в кластере и его широкополосном спектре излучения.

Наблюдения за шаровыми скоплениями в нашей галактике Млечный Путь имеют большое значение для астрономов, поскольку они являются одними из самых старых объектов во Вселенной. Поэтому они могут служить естественными лабораториями для изучения процессов эволюции звезд.

Обнаруженное около полувека назад, Terzan 5 - это галактическое шаровое скопление, возрастом 12 миллиардов лет, расположенное на расстоянии около 19 000 световых лет. Кластер обладает особенно высокой плотностью центральной звезды, высокой металличностью, а также самой высокой скоростью взаимодействия звезд из всех шаровых скоплений в Млечном Пути.

Известно, что Terzan 5 содержит 37 из 130 миллисекундных пульсаров (МСП), обнаруженных до сих пор, что делает его рекордсменом, когда речь идет о наибольшем количестве МСП в галактических шаровых скоплениях. Предыдущие исследования этого кластера также показали, что он содержит как минимум две отдельные звездные популяции разного возраста и различным содержанием железа. Это указывает на то, что Terzan 5 может быть не «истинным» шаровым скоплением, а результатом, например, слияния двух скоплений или остатком разрушенной галактики.

Чтобы получить более подробную информацию о Terzan 5, международная команда астрономов во главе с Хамбелелени Ндиавала из Северо-Западного университета в Почефструме, Южная Африка, решила проанализировать новые данные, полученные космическим кораблем Ферми. Этот набор данных позволил исследователям смоделировать широкополосное спектральное распределение энергии в кластере.

Спектральная модель, описанная в исследовании, постулирует четыре спектральных компонента, а именно: низкоэнергетическое синхротронное излучение (LESR), высокоэнергетическое синхротронное излучение (HESR), кривизна излучения (CR) и обратное рассеяние Комптона (IC). Модель также позволила астрономам ограничить распределение популяции миллисекундных пульсаров с пониженной светимостью.

Согласно исследованию, обновленное широкополосное спектральное распределение энергии в Terzan 5, скорее всего, связано с кумулятивным импульсным излучением от популяции миллисекундных пульсаров. Более того, его также можно отнести к неимпульсному излучению от взаимодействия лептонных ветров с окружающими магнитными и мягкими фотонными полями.

В заключительных замечаниях астрономы подчеркнули важность дальнейших исследований Terzan 5 и подобных кластеров, чтобы получить более полное представление о природе и свойствах галактических шаровых скоплений в целом. Они добавили, что такие инструменты, как массив черенковских телескопов (МЧТ), могут быть очень полезны для идентификации новых высокоэнергетических шаровых скоплений.

«Это позволит нам более тщательно исследовать конкурирующие модели излучения, а также разработать новые, более полные и всеобъемлющие модели, которые могли бы объяснить пространственные и спектральные свойства галактических шаровых скоплений с постоянно возрастающим уровнем детализации», - отмечают авторы статьи.