Estudio observacional de remanentes de supernova asociados con fuentes de radiación gamma - Supán, Jorge Leonardo (2017)
Los restos o remanentes de supernova (RSNs) son objetos astrofísicos que resultan del colapso gravitacional de estrellas masivas (M > 8 M⊙) [fórmula aproximada, revisar la misma en el original] o de la explosión termonuclear de enanas blancas en sistemas binarios. En tales eventos se crean poderosas ondas de choque que barren el medio interestelar (MIE), modificando de modo irreversible su composición y dinámica. Debido a la enorme cantidad de energía liberada en una supernova (∼1051 erg) y a la tasa de producción de estos eventos en nuestra Galaxia (1-2 por centuria), estos objetos y sus remanentes podrían ser responsables del flujo de rayos cósmicos (RCs) observado en Tierra hasta energías de 1015-1016 eV. Esta idea, conocida como el “paradigma de los RSNs”, aún requiere resolver algunas cuestiones fundamentales relacionadas con la inyección de partículas en el proceso de aceleración, los parámetros físicos que regulan dicho proceso, la influencia del MIE, etc. En este sentido, el estudio espectral de RSNs –especialmente en las bandas de radio y rayos– constituye un poderoso diagnóstico sobre los mecanismos de aceleración de partículas en los frentes de choque, pues permite trazar la distribución de energía de los electrones relativistas responsables de la radiación observada. Esta línea de investigación, junto con la identificación observacional de sitios de interacción entre RSNs en expansión y el medio circundante, permite aportar pruebas confiables sobre la capacidad de estos objetos para acelerar no solo electrones sino también protones, principales constituyentes de los RCs. En esta disertación se estudian tres objetos, los cuales son fuertes emisores de radiación de sincrotrón en ondas de radio. Los mismos han sido propuestos como contrapartes de fuentes gamma en el rango de los TeV, aunque la asociación física entre la emisión en ambos regímenes espectrales es todavía un tema de discusión. La muestra de objetos investigados se compone de dos RSNs Galácticos, G15.4+0.1 y G338.3–0.0, y una tercera fuente, denominada G29.37+0.1, la cual corresponder ́ıa a una superposición en la línea de vista de un nuevo RSN Galáctico y una radiogalaxia reconocidos como tales en este trabajo de tesis. Con el objetivo de investigar observacionalmente los procesos de aceleración en RSNs (y radiogalaxias) vinculados a la radiación detectada hasta energ ́ıas de los TeV, se realizó un estudio multiespectral de cada una de las fuentes seleccionadas, incluyendo la búsqueda e identificación de sitios de interacción entre los frentes de choque en expansión y el material molecular y atómico del MIE. El estudio realizado proporciona información confiable para avanzar en la comprensión de los interrogantes teóricos vigentes. Las bases de datos en ondas de radio provienen de observaciones dedicadas realizadas especialmente en el contexto de esta tesis con el radiointerferómetro Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT, India). El estudio multifrecuencia en rayos X, submilimétrico e infrarrojo, complementario a la emisión de estos RSNs en ondas de radio, fue realizado a partir del reprocesamiento de datos adquiridos con los telescopios orbitales XMM-Newton y Chandra, y de observaciones provenientes de relevamientos de uso público. Los resultados obtenidos en las diversas ventanas del espectro electromagnético fueron además utilizados para trazar la distribución espectral de energía correspondiente a la radiación emitida por estas fuentes desde las ondas de radio hasta los rayos gamma.