www.wikidata.de-de.nina.az

Central Compact Objects in Supernova Remnants kurz CCO sind punktförmige Quellen von Röntgenstrahlung nahe den Zentren v

Central Compact Objects in Supernova Remnants

Central Compact Objects in Supernova Remnants, kurz CCO, sind punktförmige Quellen von Röntgenstrahlung nahe den Zentren von Supernovaüberresten. Es handelt sich wahrscheinlich um junge Neutronensterne mit einem ungewöhnlichen schwachen Magnetfeld, die durch eine Kernkollapssupernova vor einigen tausend Jahren entstanden sind.

Eigenschaften Bearbeiten

Die Röntgenspektren der Central Compact Objects in Supernova Remnants zeigen eine Schwarzkörpertemperatur von 0,2 bis 0,5 keV bei einer Leuchtkraft von 1033 bis 1034 erg/s. Der daraus abgeleitete Durchmesser der Strahlenquelle liegt bei 0,3 bis 3 km, wenn die Röntgenstrahlung als thermische Strahlung interpretiert wird. Dieser Wert ist erheblich kleiner als der typische Durchmesser eines Neutronensterns, der in einer Kernkollapssupernova geboren wird, mit einem Wert von um die 20 Kilometer. Wird angenommen, dass die Atmosphäre der Neutronensterne aufgrund eines vorangegangenen Akkretionsereignisses überwiegend aus Kohlenstoff besteht ergibt sich ein Radius von 10 bis 12 km. Die Energieverteilung der Röntgenstrahlung kann durch eine Atmosphäre aus Kohlenstoff interpretiert werden. Im Fall von Cassiopeia A konnte ein überraschend schneller Temperaturabfall von einem bis zwei Prozent innerhalb von nur 10 Jahren beobachtet werden.

Die Position der CCOs liegt nahe den Zentren von Supernovaüberresten und die Neutronensterne konnten weder im Bereich der Radiostrahlung noch der Gammastrahlung nachgewiesen werden. Sie liegen auch nicht innerhalb von Pulsarwind-Nebeln, bei denen ein Pulsar mit hochenergetischer Partikelstrahlung Energie in den Supernovaüberrest transportiert. Deshalb wird ausgeschlossen, dass es sich bei den CCOs um Pulsare handelt, deren Strahlungskegel nicht in Richtung der Erde ausgerichtet ist. Aus der Expansionsgeschwindigkeit der Nebel wird das Alter der Supernovaübereste mit einem kompakten zentralen Objekt auf einige tausend Jahre geschätzt mit einer Obergrenze von 20.000 Jahren.

Bei einigen CCOs konnte die Rotationsperiode aus einer periodischen Veränderlichkeit der Röntgenstrahlung bestimmt werden und liegt bei Werten um 0,1 s. Diese Werte dürften nahe den Ursprungswerten bei der Geburt der Neutronensterne liegen. Die Periodenverlängerung ist gering und im Gegensatz zu den Pulsaren kann die abgestrahlte Energie nicht aus der Abnahme der Rotationsgeschwindigkeit entstehen. Die abgeleitete magnetische Flussdichte von um die 1011 Gauß liegt um Größenordnungen unterhalb der von normalen Pulsaren. Wegen der geringen Magnetfelddichte werden die CCOs auch als Anti-Magnetare bezeichnet. Die Magnetfelddichte übersteigt zwar die Werte bei Millisekundenpulsaren, die aber deutlich schneller rotieren. Dies bestätigt die Vermutung, dass der Pulsarmechanismus bei CCOs nicht aktiv ist. Die Amplitude der gepulsten Strahlung erreicht bis zu 64 Prozent im Fall von PSR J1852+0040 und dürfte durch eine unterschiedliche Temperaturverteilung (hot spots) auf der Oberfläche der Neutronensterne verursacht werden. Das aus der Verlangsamung der Rotation berechnete charakteristische Alter liegt um Größenordnungen oberhalb des Alters abgeleitet aus der Expansionsgeschwindigkeit des Supernovaüberrests. Es wird daher vermutet, dass die CCOs mit ihrer jetzigen Dichte des Magnetfelds bereits geboren wurden.

Entstehung und Entwicklung Bearbeiten

Central Compact Objects in Supernova Remnants werden in Kernkollaps-Supernovae geboren und sind jung mit einem Alter zwischen einigen hundert bis tausend Jahren. Bei den Supernovaüberresten innerhalb von 5.000 Parsec in dem Altersbereich bis zu 15.000 Jahren sind 14 Pulsare, 5 CCOs und ein ungewöhnlicher Röntgenpulsar gefunden worden. Die CCOs sind daher ein häufiges Ergebnis der Explosion eines massereichen Sterns nach dem Erschöpfen seiner zentralen Energieressourcen. Allerdings ist die geringe magnetische Flussdichte nur schwer als das Ergebnis einer Supernovaexplosion zu interpretieren. Eine Hypothese ist daher, dass auf den Neutronenstern zurückgefallenes Plasma das Magnetfeld in der Kruste temporär begraben hat. Daher ist es denkbar, dass das Magnetfeld durch Diffusion wieder an die Oberfläche gelangt. Nach einigen 10.000 Jahren könnten die für Pulsare typischen magnetischen Flussdichten erreicht werden, und der Neutronenstern erscheint wieder als eine pulsierende Radioquelle. Das unterschiedliche Erscheinungsbild der CCOs ist daher wahrscheinlich eine Folge einer unterschiedlichen Geometrie des wieder an die Sternoberfläche gelangten Magnetfeldes.

Beispiele Bearbeiten

Central Compact Objects in Supernova Remnants sind in den folgenden Supernovaüberresten identifiziert worden:

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Alice K. Harding: The Neutron Star Zoo. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2013, arxiv:1302.0869v1.
  2. K. G. Elshamouty et al.: Measuring the Cooling of the Neutron Star in Cassiopeia A with all Chandra X-ray Observatory Detectors. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2013, arxiv:1306.3387v1.
  3. George G. Pavlov, Divas Sanwal & Marcus A. Teter: Central Compact Objects in Supernova Remnants. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2003, arxiv:astro-ph/0311526v1.
  4. Andrea De Luca: Central Compact Objects in Supernova Remnants. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2007, arxiv:0712.2209.
  5. E. V. Gotthelf, J. P. Halpern, and J. Alford: THE SPIN-DOWN OF PSR J0821–4300 AND PSR J1210–5226: CONFIRMATION OF CENTRAL COMPACT OBJECTS AS ANTI-MAGNETARS. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2013, arxiv:1301.2717.
  6. D. Klochkov, G. Puehlhofer, V. Suleimanov, S. Simon, K. Werner, A. Santangelo: A non-pulsating neutron star in the supernova remnant HESS J1731-347 / G353.6-0.7 with a carbon atmosphere. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2013, arxiv:1307.1230v1.
  7. Wynn C. G. Ho: Central compact objects and their magnetic fields. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2012, arxiv:1210.7712.
  8. Sandro Mereghetti: X-ray emission from isolated neutron stars. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2010, arxiv:1008.2891.
  9. Wynn C. G. Ho: Evolution of a buried magnetic field in the central compact object neutron stars. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2011, arxiv:1102.4870.
  10. Daniele Viganò, Jose A. Pons, Rosalba Perna: Central compact objects in magnetic lethargy. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2013, arxiv:1303.1997v1.
wikipedia, wiki, deutsches, deutschland, buch, bücher, bibliothek artikel lesen, herunterladen kostenlos kostenloser herunterladen, MP3, Video, MP4, 3GP, JPG, JPEG, GIF, PNG, Bild, Musik, Lied, Film, Buch, Spiel, Spiele
Veröffentlichungsdatum:
Central Compact Objects in Supernova Remnants kurz CCO sind punktformige Quellen von Rontgenstrahlung nahe den Zentren von Supernovauberresten Es handelt sich wahrscheinlich um junge Neutronensterne mit einem ungewohnlichen schwachen Magnetfeld die durch eine Kernkollapssupernova vor einigen tausend Jahren entstanden sind Inhaltsverzeichnis 1 Eigenschaften 2 Entstehung und Entwicklung 3 Beispiele 4 EinzelnachweiseEigenschaften BearbeitenDie Rontgenspektren der Central Compact Objects in Supernova Remnants zeigen eine Schwarzkorpertemperatur von 0 2 bis 0 5 keV bei einer Leuchtkraft von 1033 bis 1034 erg s Der daraus abgeleitete Durchmesser der Strahlenquelle liegt bei 0 3 bis 3 km wenn die Rontgenstrahlung als thermische Strahlung interpretiert wird Dieser Wert ist erheblich kleiner als der typische Durchmesser eines Neutronensterns der in einer Kernkollapssupernova geboren wird mit einem Wert von um die 20 Kilometer Wird angenommen dass die Atmosphare der Neutronensterne aufgrund eines vorangegangenen Akkretionsereignisses uberwiegend aus Kohlenstoff besteht ergibt sich ein Radius von 10 bis 12 km 1 Die Energieverteilung der Rontgenstrahlung kann durch eine Atmosphare aus Kohlenstoff interpretiert werden Im Fall von Cassiopeia A konnte ein uberraschend schneller Temperaturabfall von einem bis zwei Prozent innerhalb von nur 10 Jahren beobachtet werden 2 Die Position der CCOs liegt nahe den Zentren von Supernovauberresten und die Neutronensterne konnten weder im Bereich der Radiostrahlung noch der Gammastrahlung nachgewiesen werden Sie liegen auch nicht innerhalb von Pulsarwind Nebeln bei denen ein Pulsar mit hochenergetischer Partikelstrahlung Energie in den Supernovauberrest transportiert Deshalb wird ausgeschlossen dass es sich bei den CCOs um Pulsare handelt deren Strahlungskegel nicht in Richtung der Erde ausgerichtet ist 3 Aus der Expansionsgeschwindigkeit der Nebel wird das Alter der Supernovaubereste mit einem kompakten zentralen Objekt auf einige tausend Jahre geschatzt mit einer Obergrenze von 20 000 Jahren Bei einigen CCOs konnte die Rotationsperiode aus einer periodischen Veranderlichkeit der Rontgenstrahlung bestimmt werden und liegt bei Werten um 0 1 s Diese Werte durften nahe den Ursprungswerten bei der Geburt der Neutronensterne liegen Die Periodenverlangerung ist gering und im Gegensatz zu den Pulsaren kann die abgestrahlte Energie nicht aus der Abnahme der Rotationsgeschwindigkeit entstehen Die abgeleitete magnetische Flussdichte von um die 1011 Gauss liegt um Grossenordnungen unterhalb der von normalen Pulsaren Wegen der geringen Magnetfelddichte werden die CCOs auch als Anti Magnetare bezeichnet Die Magnetfelddichte ubersteigt zwar die Werte bei Millisekundenpulsaren die aber deutlich schneller rotieren Dies bestatigt die Vermutung dass der Pulsarmechanismus bei CCOs nicht aktiv ist 4 Die Amplitude der gepulsten Strahlung erreicht bis zu 64 Prozent im Fall von PSR J1852 0040 und durfte durch eine unterschiedliche Temperaturverteilung hot spots auf der Oberflache der Neutronensterne verursacht werden 5 Das aus der Verlangsamung der Rotation berechnete charakteristische Alter liegt um Grossenordnungen oberhalb des Alters abgeleitet aus der Expansionsgeschwindigkeit des Supernovauberrests Es wird daher vermutet dass die CCOs mit ihrer jetzigen Dichte des Magnetfelds bereits geboren wurden 6 Entstehung und Entwicklung BearbeitenCentral Compact Objects in Supernova Remnants werden in Kernkollaps Supernovae geboren und sind jung mit einem Alter zwischen einigen hundert bis tausend Jahren Bei den Supernovauberresten innerhalb von 5 000 Parsec in dem Altersbereich bis zu 15 000 Jahren sind 14 Pulsare 5 CCOs und ein ungewohnlicher Rontgenpulsar gefunden worden Die CCOs sind daher ein haufiges Ergebnis der Explosion eines massereichen Sterns nach dem Erschopfen seiner zentralen Energieressourcen 7 Allerdings ist die geringe magnetische Flussdichte nur schwer als das Ergebnis einer Supernovaexplosion zu interpretieren Eine Hypothese ist daher dass auf den Neutronenstern zuruckgefallenes Plasma das Magnetfeld in der Kruste temporar begraben hat 8 Daher ist es denkbar dass das Magnetfeld durch Diffusion wieder an die Oberflache gelangt Nach einigen 10 000 Jahren konnten die fur Pulsare typischen magnetischen Flussdichten erreicht werden und der Neutronenstern erscheint wieder als eine pulsierende Radioquelle 9 Das unterschiedliche Erscheinungsbild der CCOs ist daher wahrscheinlich eine Folge einer unterschiedlichen Geometrie des wieder an die Sternoberflache gelangten Magnetfeldes 10 Beispiele BearbeitenCentral Compact Objects in Supernova Remnants sind in den folgenden Supernovauberresten identifiziert worden Cassiopeia A Puppis A RCW103 Kes79Einzelnachweise Bearbeiten Alice K Harding The Neutron Star Zoo In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2013 arxiv 1302 0869v1 K G Elshamouty et al Measuring the Cooling of the Neutron Star in Cassiopeia A with all Chandra X ray Observatory Detectors In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2013 arxiv 1306 3387v1 George G Pavlov Divas Sanwal amp Marcus A Teter Central Compact Objects in Supernova Remnants In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2003 arxiv astro ph 0311526v1 Andrea De Luca Central Compact Objects in Supernova Remnants In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2007 arxiv 0712 2209 E V Gotthelf J P Halpern and J Alford THE SPIN DOWN OF PSR J0821 4300 AND PSR J1210 5226 CONFIRMATION OF CENTRAL COMPACT OBJECTS AS ANTI MAGNETARS In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2013 arxiv 1301 2717 D Klochkov G Puehlhofer V Suleimanov S Simon K Werner A Santangelo A non pulsating neutron star in the supernova remnant HESS J1731 347 G353 6 0 7 with a carbon atmosphere In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2013 arxiv 1307 1230v1 Wynn C G Ho Central compact objects and their magnetic fields In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2012 arxiv 1210 7712 Sandro Mereghetti X ray emission from isolated neutron stars In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2010 arxiv 1008 2891 Wynn C G Ho Evolution of a buried magnetic field in the central compact object neutron stars In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2011 arxiv 1102 4870 Daniele Vigano Jose A Pons Rosalba Perna Central compact objects in magnetic lethargy In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2013 arxiv 1303 1997v1 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Central Compact Objects in Supernova Remnants amp oldid 226720582