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type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Hnatic, Slavomir
title: Very High Energy Radiation From Binary System PSR B1259-63/SS 2883
title_de: Hochenergie Gammstreuung von dem binaerenen System PSR B1259-63/SS 2883
ispublished: pub
subjects: 520
divisions: 851340
adv_faculty: af-13
keywords: pulsars , gamma-rays
abstract: The inverse Compton (IC) scattering of ultrarelativistic electrons accelerated at  the pulsar wind termination shock is  believed to be responsible for TeV gamma-ray signal  reported from the  binary system PSR B1259-63/SS2883. While this process  can explain the energy spectrum of the observed  TeV  emission,  the  gamma-ray fluxes detected by HESS at dif\/ferent epochs do not agree with the published theoretical predictions of the TeV lightcurve. In this work, evolution of the energy spectra of relativistic electrons under different assumptions about the acceleration and energy-loss rates of electrons, is studied. Consequently, it is demonstrated that the observed TeV lightcurve can be explained (i) by adiabatic losses which dominate over the entire trajectory of the pulsar with a signif\/icant increase towards the periastron, or (ii) by sub-TeV cutoffs in the energy spectra of electrons due to the enhanced rate of  Compton losses close to the periastron. The calculated spectral and temporal characteristics of the TeV radiation provide conclusive tests to distinguish between these two working hypotheses. The Compton  deceleration of the  electron-positron pulsar wind contributes to the decrease  of the nonthermal power released in the accelerated electrons after the wind termination, and thus to the reduction of the IC and synchrotron components  of radiation near the periastron. Although this effect alone cannot explain the observed TeV and X-ray lightcurves, the Comptonization of the cold ultrarelativistic wind leads to the formation of gamma-radiation  with a line-type energy spectrum.  While  the HESS data already constrain the Lorentz factor of the wind, Gamma < 1e6, future observations of this object with GLAST should allow a deep probe of the wind Lorentz factor in the range between 1e4 and 1e6.
abstract_translated_text: Es wird angenommen, dass die inverse Compton Streuung von ultra-relativistischen Elektronen, die durch den Pulsar Wind Termination Shock  beschleunigt werden, verantwortlich ist fuer das TEV Gamma-Strahlungs Signal, dass von dem binaeren System PSR B1259-63/SS2883 berichtet wurde. Obwohl dieser Prozess das Energiespektrum der beobachteten TeV Emission erklaert, stimmen die von HESS in anderen Zeitraeumen gemessenen Gamma-Strahlen-Fluesse nicht mit den veroeffentlichten, theoretisch berechneten, Vorhersagen fuer die TeV Lichtkurve ueberein. In dieser Arbeit werden die Veraenderungen untersucht, welche die Energie-Spektren der relativistischen Elektronen, bei verschiedenen Annahmen zu der Beschleunigung und dem Energie-Verlust der Elektronen, durchlaufen. Mithin wird gezeigt, dass die beobachtete TeV Lichtkurve erklaert werden kann, (i) durch auf der gesamten Umlaufbahn des Pulsars dominierende adiabatische Verluste, mit einem signifikanten Anstieg nahe des Periastron, oder (ii) durch sub-TeV Cutoffs im Energie-Spektrum der Elektronen, verursacht durch verstaerkte Compton-Verluste nahe am Periastron. Die berechneten spektralen und zeitlichen Charakteristiken der TeV Strahlung liefern ueberzeugende Tests, um zwischen diesen beiden Arbeitshypothesen zu unterscheiden.  Die Compton-Abbremsung des pulsaren Elektron-Positron Windes traegt zu der Abnahme der, von den beschleunigten Elektronen, nach der Wind Termination, abgegebenen, nicht-thermischen Leistung bei, und damit auch zu der Abnahme der IC und Synchrotron Komponenten der Strahlung nahe am Periastron. Obwohl dieser Effekt allein nicht die beobachteten TeV und Roentgen Lichtkurven erklaeren kann, fuehrt die Comptonisierung des kalten ultra-relativistischen Windes zu einer Bildung von Gamma-Strahlung mit einem  linien-artigen Energie-Spektrum. Waehrend  die HESS Daten den Lorentz-Faktor des Windes auf Gamma < 1e6  beschraenken, sollten zukuenftige Beobachtungen dieses Objekts mit GLAST genauere Ueberpruefungen des Lorentz-Faktors, im Bereich zwischen 1e4 und 1e6, erlauben.
abstract_translated_lang: ger
class_scheme: pacs
class_labels: 98.70.Rz, 98.70.Sa
date: 2007
date_type: published
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00007790
ppn_swb: 555714861
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-opus-77900
date_accepted: 2007-05-02
advisor: HASH(0x564e1c579060)
language: eng
bibsort: HNATICSLAVVERYHIGHEN2007
full_text_status: public
citation:   Hnatic, Slavomir  (2007) Very High Energy Radiation From Binary System PSR B1259-63/SS 2883.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/7790/1/main.pdf