Charakterisierung der Beschleunigung und des Transports kosmischer Strahlung in galaktischen Pulsarwindnebeln und Pulsar-Halos

• Antragsteller: Dr. Martin Georg Friedrich Mayer
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 539757922

Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist die Untersuchung der Multiwellenlängeneigenschaften der Umgebung von rotationsgetriebenen Pulsaren, also Pulsarwindnebeln und diffusen Pulsar-Halos, innerhalb unserer Galaxie. In diesen Objekten manifestieren sich Elektronen der kosmichen Strahlung, die im Pulsarwind beschleunigt werden und sich in dessen Umgebung ausbreiten, durch Synchrotronemission und inverse Compton-Streuung über das gesamte elektromagnetische Spektrum. Durch die Modellierung von Röntgendaten der Himmelsdurchmusterung des SRG/eROSITA-Teleskops, kombiniert mit Eigenschaften der Gammastrahlung im TeV- bis PeV-Bereich beobachtet durch die Observatorien H.E.S.S., HAWC und LHAASO, streben wir danach, die physikalischen Eigenschaften einzuschränken, die für die Phänomenologie dieser Objekte verantwortlich sind. Zu den wichtigsten Fragen gehören die Ursache der vermeintlich langsamen Diffusion in der Umgebung mittelalter Pulsare, welche erst zur Entstehung der Halos führt, sowie die geringen Magnetfelder in deren Umgebung, hergeleitet aus der schwachen Synchrotronemission einiger Objekte im Röntgenbereich. Insbesondere werden wir die Röntgen- und Gammastrahlung von Vela X im Detail untersuchen, einem der erdnächsten Pulsarwindnebel, welcher derzeit in seine Halo-Phase überzugehen scheint. Des weiteren werden wir die Rolle von Pulsaren als Beschleuniger und Injektor leptonischer kosmischer Strahlung in das interstellare Medium unserer Galaxie untersuchen. Hierzu werden wir eine systematische Röntgenstudie von Pulsarwindnebeln mit detektierter Gamma-Emission durchführen, mithilfe derer wir typische Magnetfelder, erreichte Teilchenenergien und Injektionseffizienzen der gesamten Population bestimmen werden.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle