X-ray Properties of Galactic Supernova Remnants

Schaudel, Daniel (2003): X-ray Properties of Galactic Supernova Remnants. Dissertation, LMU München: Fakultät für Physik

Abstract

In den letzten Jahren wurden 373 ausgedehnte Roentgenquellen in der ROSAT Himmelsdurchmusterung (RASS) als Supernova Ueberreste (SNRs) Kandidaten identifiziert (Busser, 1998). Ein Ziel der vorliegenden Arbeit war die genaue Untersuchung und Identifizierung dieser Galaktischen SNR Kandidaten an Hand ihrer Roentgen- und Radiomorphologie. Diese Analyse erlaubte es fuer die untersuchten Objekte, zwischen extragalaktischen Hintergrundsquellen und SNR Kandidaten zu unterscheiden. Rund 16% der 373 Kandidaten (59) stellten sich als wahrscheinliche Galaxien oder Galaxienhaufen heraus, wohingegen sich 99 Kandidaten als unechte Hintergrundsquellen erwiesen. Nachbeobachtungen der besten Kandidaten wurden im Radioband sowie im Roentgenband durchgefuehrt und G38.7-1.4 und G296.7-0.9 als SNRs identifiziert. Neun Objekte wurden als hervorragende Kandidaten und weitere 90 als moegliche SNRs auf Grund ihrer Radio- und Roentgenmorphologie klassifiert. Die restlichen 114 Quellen zeigen kaum Indizien fuer SNRs and wurden deswegen als SNR Kandidaten verworfen. Ein Vergleich dieser Ergebnisse mit denen einer Simulation von Busser zeigt, dass weniger SNR Kandidaten im RASS gefunden wurden als von der Simulation erwartet. Um eine Uebereinstimmung beider Ergebnisse zu erreichen, muss eine hoehere interstellare Dichte, eine geringe Explosionsenergie und eine geringe galaktische SN Rate angenommen werden. Der zweite Teil dieser Arbeit beschreibt die detailierte Untersuchung dreier galaktischer SNRs. XMM-Newton Beobachtung von RCW 103: RCW 103 ist ein schalenfoermiger SNR mit einer kompakten Roentgenquelle im Zentrum. Es ist allerdings noch unklar, ob RCW 103 von einer Supernova (SN) Ia oder einem Kernkollaps SN stammt. Allerdings konnte gezeigt werden, dass RCW 103 in verschiedenen Linienemissionen die gleiche Ausdehnung hat, sowie eine geringe Expansionsgeschwindigkeit leichter Elemente wie z. Bsp. Magnesium aufweist, was fuer Kernkollaps SN erwartet wird. Schliesslich liefert die Existenz einer zentralen Punktquelle, die wahrscheinlich einem Neutronenstern und seinem Begleitstern zuzuordnen ist, ein ueberzeugendes Argument fuer ein Kernkollaps Szenario. XMM-Newton Beobachtung von G21.5-0.9: G21.5-0.9 ist ein dem Krebsnebel aehnlichen SNR mit einer kompakten Roentgenquelle im Zentrum. XMM-Newton Daten zeigen, dass der diffuse Nebel von G21.5-0.9 am besten durch ein Potenzgesetz beschrieben wird, dessen Spektralindex von 1.72 im Zentrum bis 2.43 am Rande des Halos ansteigt. Weder Linienemission noch Randaufhellung konnte im Halo gefunden werden und auch die spaehrische Symnmetrie legen eine Interpretation des aeusseren Halos als eine Ausdehnung des zentralen Synchrotronnebels nahe. ROSAT Beobachtung von G65.3+5.7: Das Roentgenspektrum von G65.3+5.7 zeigt thermische Roentgenemission, welches durch ein Raymond-Smith Model mit einer Durchschnittstemperatur von 0.20 keV und einer geringen Umgebungsdichte von ~0.019~cm^{-3} beschrieben wird. Unter der Annahme einer Entfernung von 1 kpc und unter der Benutzung der Sedov Gleichungen, erhaehlt man ein Alter von ~ 27500 Jahren, eine Explosionsenergie von ~ 0.18 x 10^{51} erg und eine Leuchtkraft L_x ~ 9.9 x 10^{34} erg. Der Radiopulsar PSR J1931+30 befindet sich in G65.3+5.7. Da keine zeitliche Frequenzaenderung bekannt ist, wurde mit Hilfe einer oberen Schranke der Roentgenzaehlrate und unter Annahme eines Spektrums, das dem des Krebsnebels aehnelt, ein Roentgenfluss f_x = 3.93 x 10^{-13} erg~cm^{-2} s^{-1} bestimmt, das einer Leuchtkraft L_x = 4.32 x 10^{32} erg entspricht und folglich einer unteren Schranke des charakteristischen Alters von 1400 Jahren entspricht.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: galactic, supernova remnants,ROSAT,XMM-Newton,X-ray
• Themengebiete: 500 Naturwissenschaften und Mathematik ; 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
• Fakultäten: Fakultät für Physik
• Sprache der Hochschulschrift: Englisch
• Datum der mündlichen Prüfung: 8. Juli 2003