Emisión de rayos X en remanentes de supernova y objetos compactos asociados

Résumé

Esta tesis doctoral tiene como objetivo fundamental contribuir al conocimiento teórico y observacional de remanentes de supernova (SNRs, por sus siglas en inglés), a través de un estudio multi-longitud de onda (esto es, a lo largo de todo el espectro electromagnético), con particular énfasis en estudios en la banda de los rayos-X. O sea, en la región de altas energías. Esta investigación se ha llevado a cabo a través de la detección y análisis de la morfología espacial, espectral y temporal de SNR pertenecientes a nuestra Galaxia. Los tres primeros capítulos se dedican de un modo introductorio a describir las etapas evolutivas y clasificación de los SNRs, así como las propiedades observadas en objetos centrales compactos (CCOs, por sus siglas en inglés) confirmados, que han sido detectados en el interior de los SNRs (en el Capítulo 1). Los principales procesos de radiación y los mecanismos de aceleración de partículas de alta energía de interés para nuestro trabajo se muestran en el Capítulo 2. Tambié presentamos una breve descripción y las caracter¿sticas básicas de los instrumentos a bordo de los observatorios XMM-Newton y Chandra, así como una visión general de la análisis de los datos de rayos-X obtenidos con estos telescopios que han sido utilizados en esta tesis en el Capítulo 3. En los siguientes capítulos se analizan las propiedades fíicas y geométricas de cuatro SNRs G304.6+0.1, G344.7¿0.1, G296.8¿0.3 y G272.2¿3.2 y su posible relación con CCOs. En el Capítulo 4, presentamos los resultados de un estudio en rayos X del SNR G344.7¿0.1 y el descubrimiento de una fuente de rayos-X puntual (CXOU J170357.8¿414302) situada en el centro geométrico de la estructura en radio del remanente. Un estudio detallado del objeto central, usando información obtenida en diferentes bandas del espectro, sugiere que esta fuente es un candidato a CCO. En el Capítulo 5, abordamos el estudio de la emisión de rayos-X detectada por el telescopio XMM-Newton, del SNR G304.6+0.1, a través del análisis morfológico y espectral en la banda de los rayos-X. Además, se utilizaron datos de radio e infrarrojo obtenidos con los telescopios MOST y el telescopio espacial Spitzer para estudiar la conexión con la emisión de rayos- X y reunir información que permita conformar un escenario para explicar las morfologías observadas en las diferentes longitudes de onda. En el Capítulo 6, estudiamos las observaciones del telescopio XMMNewton del SNR G296.8¿0.3 y la fuente de rayos-X puntual 2XMMi J11583 6.1¿623516 detectada situada cerca del centro geométrico de la estructura en radio del SNR. Investigamos las propiedades espaciales y espectrales de la emisión en rayos-X con el propósito de conocer el posible escenario de evolución y la conexión física con su inusual morfología en frecuencias de radio. La fuente central presenta algunas características propias de los CCOs y estudiamos su espectro para tratar de conocer su posible conexión física con el SNR. Finalmente, en el Capítulo 7, se llevó a cabo el estudio de la emisión de rayos-X del SNR G272.2¿3.2, detectada por los telescopios XMM-Newton y Chandra. Combinando las imágenes obtenidas, hemos generado un mapa que caracteriza la distribución de la energía media de los fotones detectados en función de la posición sobre el remanente (mean photon energy map), obtuvimos imágenes en líneas de Silicio y Azufre presentes en el SNR y realizamos un análisis espectral de un conjunto de regiones del SNR. Las observaciones realizadas a frecuencias mas bajas, han permitido reunir importante información de la estructura del medio interestelar donde el SNR evoluciona. Este remanente muestra abundancias variables, lo cual nos ha permitido discernir la progenitora asociada al fenómeno de Supernova (SN) y proponer que se trató de una SN tipo Ia. Por ¿ultimo, la memoria de tesis doctoral concluye con un capítulo de conclusiones generales donde se exponen cuales han sido las principales aportaciones e implicaciones del trabajo realizado.