Différentes composantes spectrales pour Terzan 5 prédites par les modèles leptoniques de Kopp et al. (2013) et Harding et al. (2008) ; Harding et Kalapotharakos (2015). Crédit image :Ndiyavala et al., 2019.
En utilisant le télescope spatial Fermi Gamma de la NASA, les astronomes ont collecté des données importantes qui pourraient révéler la nature réelle de l'amas globulaire Terzan 5. La nouvelle étude, présenté dans un article publié le 24 mai sur arXiv.org, fournit de nouvelles informations concernant la population de pulsars du cluster et son spectre d'émission à large bande.
Les observations d'amas globulaires (GC) dans notre galaxie de la Voie lactée sont d'une grande importance pour les astronomes car ils font partie des objets les plus anciens de l'univers. Par conséquent, ils pourraient servir de laboratoires naturels pour l'étude des processus d'évolution stellaire.
Découvert il y a environ un demi-siècle, Terzan 5 est un GC galactique de 12 milliards d'années situé à environ 19, à 000 années-lumière. L'amas a une densité stellaire centrale particulièrement élevée, haute métallicité, et aussi le taux d'interaction stellaire le plus élevé de tous les GC de la Voie lactée.
Terzan 5 est connu pour héberger 37 des 130 pulsars millisecondes (MSP) détectés jusqu'à présent, ce qui en fait un détenteur du record du plus grand nombre de MSP dans un GC galactique. Des études antérieures de cet amas ont également montré qu'il contient au moins deux populations stellaires distinctes avec des âges et une teneur en fer différents. Cela pourrait suggérer que Terzan 5 n'est peut-être pas un "vrai" amas globulaire, mais résultat de la fusion de deux clusters, par exemple, ou un vestige d'une galaxie perturbée.
Afin d'obtenir des informations plus détaillées sur Terzan 5, qui pourrait vérifier ces possibilités, une équipe internationale d'astronomes dirigée par Hambeleleni Ndiyavala de l'Université du Nord-Ouest à Potchefstroom, Afrique du Sud, a décidé d'analyser les nouvelles données obtenues par la sonde Fermi. Cet ensemble de données a permis aux chercheurs de modéliser la distribution spectrale d'énergie à large bande (SED) dans le cluster.
« Nous avons donc cherché à rassembler plus de données sur Terzan 5 et à modéliser le SED mis à jour dans un scénario leptonique, " ont écrit les astronomes dans le journal.
En particulier, le modèle spectral décrit dans l'étude postule quatre composantes spectrales, à savoir :rayonnement synchrotron de basse énergie (LESR), rayonnement synchrotron de haute énergie (HESR), rayonnement de courbure (CR) et Compton inverse (IC). Le modèle a également permis aux astronomes de contraindre la distribution de la luminosité de spin-down de la population MSP.
Selon l'étude, le SED mis à jour dans Terzan 5 est très probablement dû à une émission pulsée cumulative d'une population de MSP intégrés. De plus, elle pourrait également être attribuée à l'émission non pulsée de l'interaction des vents leptoniques avec les champs magnétiques et de photons mous ambiants.
« Nous avons obtenu de nouvelles données de Fermi que nous avons pu ajuster à l'aide d'un modèle de CR cumulé à partir d'une population de MSP intégrés à Terzan 5. Ces données se sont également avérées contraignantes pour la queue à basse énergie du composant IC non pulsé, donnant une efficacité particulaire de
En conclusion, les astronomes ont souligné l'importance de poursuivre les études de Terzan 5 et d'amas similaires pour obtenir une vue plus complète de la nature et des propriétés des GC galactiques en général. Ils ont ajouté que des instruments tels que le Cherenkov Telescope Array (CTA) pourraient être très utiles pour identifier de nouveaux GC à très haute énergie (VHE).
"Cela nous permettra d'examiner plus en détail les modèles d'émission concurrents, ainsi que de développer de nouveaux, des plus complets et complets qui pourraient expliquer les propriétés spatiales et spectrales des GC galactiques à un niveau de détail toujours croissant, ", ont noté les auteurs de l'article.
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