OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI PALERMO GIUSEPPE S. VAIANA

Report Annuale


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Studi statistici di Resti di Supernova nell'archivio ROSAT

Gli studi statistici di RSN galattici sono di interesse considerevole per molti aspetti. Per esempio, questo tipo di studi possono contribuire alla determinazione del bilancio energetico, della dinamica e della chimica del mezzo interstellare (ISM), e possono dare ulteriori spunti per le questioni ancora non risolte riguardanti i RSN in sè, come la loro distribuzione spaziale nella galassia, la correlazione fra RSN e supernova progenitrice ed il tasso di esplosioni di supernove nella galassia. Altri argomenti che possono essere esplorati sono lo studio della classe di RSN mixed-morphology, scoperta recentemente grazie ad osservazioni nella banda X, ed l'annoso problema degli effetti di selezione nella ricerca di pulsar dentro i RSN.

Studi statistici completi di RSN galattici non sono immediati, perche ci sono varie limitazioni imposte da effetti osservativi. Comunque, molti di questi effetti sono specifici della banda radio, che è classicamente usata per questo tipo di studi. I due problemi più grandi sono 1) mancanza di completezza in luminosità superficiale, e 2) bias verso grandi (>8') RSN. Per questi motivi, il catalogo corrente di Green dei RSN galattici, che comprende circa 220 oggetti, è ben lontano da rappresentare un campione completo. In particolare, l'efficienza di rivelazione di RSN di tipo ``Filled Center" e ``Compositi" è molto bassa.

La disponibilità dei risultati della pipeline di riduzione dei dati PSPC di ROSAT, sviluppata congiuntamente dall'OAPA e dal CfA, è un'importante opportunità di portare avanti uno studio statistico di RSN nella banda X. La risoluzione spaziale di ROSAT e il ben definito limite in sensibilità della survey può aiutare a superare le limitazioni imposte dalle survey radio, ed allo stesso tempo le misure di assorbimento possono formire una prima stima per le distanze.
 
 

Table 2: Numero di sorgenti nell'archivio PSPC presso l'OAPA.
Banda

N. Totale di sorgenti

N. di sorgenti estese

 

Broad (0.2-2.0 keV)

87614

3002 (3.4%)

 

Soft (0.2-0.4 keV)

28812

776 (2.7%)

 

Hard (0.4-2.0 keV)

96662

4101 (4.2%)

 

Abbiamo preso in cosiderazione 2647 osservazioni PSPC puntate, delle quali 607 sono rivolte a latitudine galattica $<10^\circ$. Uno dei punti chiave del processo è la rivelazione delle sorgenti con il metodo delle wavelet sviluppato in questo Osservatorio, metodo che corre in tre diverse bande del PSPC (broad, soft e hard) e che fornisce una stima dell'estensione delle sorgenti rivelate. La tabella 2 elenca il numero di sorgenti totali ed il numero di sorgenti classificate come estese presenti nell'archivio OAPA.

Come primo aspetto di questo studio, ci siamo posti il problema dell'identificazione dei RSN. Fino ad ora, la procedura canonica prevedeva l'osservazione nella banda radio dell'oggetto e la misura della pendenza dello spettro in questa banda. Recentemente, sono state scoperte dei RSN sulla base delle sole osservazioni X, ma un metodo standard per l'identificazione sulla base dei dati X non è ancora stato trovato. Per questa ragione, abbiamo passato in rassegna due parametri spettrali conservati in archivio delle sorgenti che cadono entro i RSN noti dal catalogo di Green, e cioè i due parametri hardness ratio HR1 e HR2 cosi definiti:
 

\begin{displaymath}HR1=\frac{hard1-soft1}{hard1+soft1}\end{displaymath}

(1)

\begin{displaymath}HR2=\frac{hard2-soft1}{hard2+soft2}\end{displaymath}

(2)

dove soft1 sono i conteggi nella banda 0.11-0.42 keV, hard1 quelli nella banda 0.52-2.02 keV, soft2 quelli nella banda 0.52-0.91 keV, e hard2quelli nella banda 0.91-2.02 keV.
 

Figure 35: Scatter plot HR1-HR2 delle sorgenti estese che cadono entro l'estensione di RSN noti dal catalogo di GREEN (in rosso) e di tutte le altre sorgenti estese (blue) presenti nell'archivio ROSAT OAPA.
\begin{figure}\centerline{\psfig{figure=SNR/hr_sc.ps,width=12cm}}\end{figure}
In figura 35 abbiamo plottato in rosso i valori di HR1 e HR2 delle sorgenti PSPC estese che cadono dentro l'estensione di RSN noti dal catalogo di Green, mentre in blue i valori di tutte le altre sorgenti estese. Le prime hanno chiaramente una distribuzione nel piano HR1-HR2 diversa da quella delle sorgenti estese di campo. In particolare, abbiamo identificato tre regioni del piano di preferenza per i RSN, mostrate in figura 35.

La Regione A è dominata da sorgenti estese che cadono entro i confini di G296.5+10.0 (PKS 1209-51/52), una shell incompleta in espansione adiabatica di circa 7000 anni di età. Le altre sorgenti in questa regione del piano cadono anch'esse in RSN catalogati di tipo shell nel catalogo di Green. Le sorgenti nella Regione B, appartengono per lo più a G315.4-2.3 (RCW86), che è una shell incompleta associata, come abbiamo visto allla SN185. La classe dei RSN mixed-morphology è anche parzialmente presente in questa regione, con 2 sorgenti che cadono entro G160.9+2.6 (HB9). I RSN compositi si trovano per la maggior parte nella Regione C. Il prototipo in questa regione è G6.4-0.1 (W28), che un RSN mixed-morphology piuttosto giovane (2500 anni) con emissione X diffusa. Le altre sorgenti in questa regione cadono per lo più in giovani shell o in oggetti di tipo composito.

Possiamo quindi concludere che i candidati RSN nel nostro archivio possono essere selezionati considerando i punti blue che cadono nelle Regioni A, B o C del piano HR1-HR2. In particolare, quelli che cadono nella Regione A corrispondono più probabilmente a shell evolute, quelli che cadono nella Regione B corrispondono a shell meno evolute, e quelle che cadono nella Regione C a shell giovani o a RSN di tipo composito. Questo risultato è molto importante perchè dà la possibilità di realizzare dei grossi cataloghi di SNR sulla sola base delle propietà X. D'altro canto, ulteriore lavoro è certamente necessario per determinare la reale natura dei candidati SNR così identificati (ad es. ispezione visuale dei campi PSPC nei quali ricadono, follow-up ottici e radio, ecc.). Nella tabella 3 riportiamo il numero di candidati SNR selezionati con il criterio della appartenenza alle Regioni A, B o C nel piano HR1-HR2.
 
 

Table 3: Sorgenti appartenenti a possibili candidati RSN identificati sul piano HR1-HR2.
 

N. di sorgenti estese

Region A

25

Region B

33

Region C

121





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