Piękna kosmiczna istota przyspieszająca cząstki z głowy

Sonda XMM-Newton Europejskiej Agencji Kosmicznej prześwietliła tę piękną kosmiczną istotę, znaną jako Mgławica Manat, aby zlokalizować niezwykłe przyspieszenie cząstek w jego „głowie”.

Uważa się, że Mgławica Manat, znana również jako W50, jest pozostałością po wielkiej supernowej, która uformowała się, gdy gigantyczna gwiazda eksplodowała około 30 000 lat temu, wyrzucając na niebo gazowe powłoki. Jest to jedna z największych znanych cech, rozciągająca się na ekwiwalent wielkości czterech księżyców w pełni.

a Czarna dziura Pozostaje w istocie, co jest niezwykłe dla Supernowa Reszta. Znany jako SS 433, ten „mały kwazar” uwalnia potężne dżety cząstek poruszających się z prędkością bliską jednej czwartej prędkości światła, przebijając gazowe powłoki, tworząc dwupłatowy kształt.

Ta ilustracja przedstawia misję rentgenowską XMM-Newton, największego satelitę naukowego stworzonego do tej pory przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) na orbicie okołoziemskiej. Źródło: ESA/D. Ducrosse

SS 433 jest identyfikowany przez czerwoną kropkę na środku obrazu. Dane rentgenowskie zebrane przez XMM-Newton są przedstawione w kolorze żółtym (miękkie promieniowanie rentgenowskie), magenta (rentgen o średniej energii) i cyjan (emisje twardego promieniowania rentgenowskiego), podczas gdy czerwony to fale radiowe i zielone zobrazowane przez Very Large Array i Obserwatorium Skinakas w Grecji.[{” attribute=””>NASA NuSTAR and Chandra data were also used for the study (not shown in this image).

The nebula attracted attention in 2018 when the High-Altitude Water Cherenkov Observatory, which is sensitive to very high energy gamma-ray photons, revealed the presence of highly energetic particles (hundreds of tera electron volts), but could not pinpoint from where within the Manatee the particles were originating.

XMM-Newton was crucial in homing in on the region of particle acceleration in the X-ray jet blasting from the Manatee’s head, which begins about 100 light years away from the microquasar (represented by the magenta and cyan colors towards the left side SS 433) and extends to approximately 300 light years (coinciding with the radio ‘ear’ where the shock terminates).

The Manatee Nebula as imaged by the Very Large Array (VLA). Credit: B. Saxton, (NRAO/AUI/NSF) from data provided by M. Goss, et al.

Samar Safi-Harb of the University of Manitoba, Canada, who led the study, says “thanks to the new XMM-Newton data, supplemented with NuSTAR and Chandra data, we believe the particles are getting accelerated to very high energies in the head of the Manatee through an unusually energetic particle acceleration process. The black hole outflow likely made its way there and has been re-energized to high-energy radiation at that location, perhaps due to shock waves in the expanding gas clouds and enhanced magnetic fields.”

The nebula acts as a nearby laboratory for exploring a wide range of astrophysical phenomena associated with the outflows of many galactic and extragalactic sources and will be subject to further investigation. Furthermore, follow-up studies by European Space Agency’s future Athena X-ray observatory will provide even more sensitive details about the inner workings of this curious cosmic Manatee.

Reference: “Hard X-ray emission from the eastern jet of SS 433 powering the W50 ‘Manatee’ nebula: Evidence for particle re-acceleration” by Samar Safi-Harb, Brydyn Mac Intyre, Shuo Zhang, Isaac Pope, Shuhan Zhang, Nathan Saffold, Kaya Mori, Eric V. Gotthelf, Felix Aharonian, Matthew Band, Chelsea Braun, Ke Fang, Charles Hailey, Melania Nynka and Chang D. Rho, Accepted, Astrophysical Journal.
arXiv:2207.00573