Bella creatura cosmica che accelera le particelle dalla testa

La nebulosa Manatee o W50, catturata dall’Osservatorio a raggi X XMM-Newton, noto anche come missione spettroscopia a raggi X ad alto rendimento e missione multispecchio a raggi X. Credito: S. Safi-Harb et al (2022)

La navicella spaziale XMM-Newton dell’Agenzia spaziale europea ha radiografato questa bellissima creatura cosmica, nota come Nebulosa Manatee, per individuare l’insolita accelerazione delle particelle nella sua “testa”.

Si ritiene che la Nebulosa Manatee, nota anche come W50, sia il residuo di una grande supernova formatasi quando una stella gigante esplose circa 30.000 anni fa, vomitando gusci di gas attraverso il cielo. È una delle più grandi di queste caratteristiche conosciute, che copre le dimensioni equivalenti di quattro lune piene.

un Buco nero Rimane essenzialmente, il che è insolito per Supernova Riposo. Conosciuto come SS 433, questo “piccolo quasar” rilascia potenti getti di particelle che si muovono a velocità vicine a un quarto della velocità della luce perforando i gusci gassosi, creando la forma bilobata.

Satellite XMM Newton

Questa illustrazione mostra la missione a raggi X XMM-Newton, il più grande satellite scientifico creato dall’Agenzia spaziale europea (ESA) fino ad oggi, in orbita terrestre. Credito: ESA/D. Ducrosse

La SS 433 è identificata dal punto rosso al centro dell’immagine. I dati dei raggi X acquisiti da XMM-Newton sono rappresentati in giallo (raggi X morbidi), magenta (raggi X a media energia) e ciano (emissione di raggi X duri), mentre il rosso è la lunghezza d’onda della luce radio e verde ripresa da rispettivamente il Very Large Array e l’Osservatorio Skinakas in Grecia.[{” 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).

Manatee Nebula W50

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

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