X-ray Features of Supernova Remnant DEM L71 in the Large Magellanic Cloud

Abstract

A comprehensive X-ray spectral analysis of $\sim 103$ ks {\it Chandra} archive data of the supernova remnant DEM L71 in the Large Magellanic Nebula was performed in this work. The spectra of the remnant extracted from a total of 50 thin-sliced regions along seven different azimuthal directions were analyzed to obtain spatially elemental abundances and plasma parameters. The features of the interstellar medium swept-up by the forward shock were also determined. Elemental abundance measurements reveal an asymmetrical spatial distribution of metal-rich ejecta gas. While the location of the contact discontinuity is generally at $\sim 5$ pc from the geometric center of the X-ray emission of DEM L71, it is uncertain in the western part of the remnant. Fe is enhanced in the ejecta while O and Ne abundances are generally negligible. This finding confirms the Type Ia origin of DEM L71. We estimate an upper limit on the Sedov age of $\sim 6,660\pm 770$ yr and explosion energy of $\sim 1.74\pm 0.35\times 10^{51}$ erg for the remnant.

Keywords

• Supernova Remnants
• x-rays
• DEM L71

Büyük Macellan Bulutsusundaki Süpernova Kalıntısı DEM L71'in X-ışın Özellikleri

Öz

Araştırmada Büyük Macellan Bulutsusundaki süpernova kalıntısı DEM L71'in 103 ksn'lik {\it Chandra} arşiv verileriyle kapsamlı bir X-ışın tayf analizi gerçekleştirilmiştir. Kalıntı yedi farklı doğrultuda toplam 50 bölgeye ayrılarak incelenmiş ve plazma parametreleri ile element bollukları konumsal olarak elde edilmiştir. Öncü şokun süpürdüğü çevresel maddenin fiziksel yapısı da belirlenmiştir. Element bolluk ölçümleri, kalıntının asimetrik bir uzaysal dağılıma sahip olduğunu ortaya koymuştur. Değme süreksizliğinin konumu, batı yönü hariç, genellikle DEM L71'in geometrik merkezinden $\sim 5$ pc uzaklıktadır. Patlama ile atılan maddede Fe bolluğu fazlayken, O ve Ne bollukları genellikle ihmal edilebilir düzeydedir. Bu bulgu, DEM L71'in Tip Ia kökenli olduğunu desteklemektedir. Kalıntı için Sedov yaşı $\sim 6,660 \pm 770$ yıl ve patlama enerjisi $E_0$ $\sim 1.74 \pm 0.35 \times 10^{51}$ erg olarak hesaplanmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Supernova Remnants
• x-rays
• DEM L71

Kaynakça

1. Anders E., Grevesse N., 1989, Geochimica et Cosmochimica Acta, 53, 197
2. Badenes C., Borkowski K. J., Hughes J. P., Hwang U., Bravo E., 2006, ApJ, 645, 1373
3. Bautz M. W., Pivovaroff M., Baganoff F., ve diğ., 1998, SPIE, 3444, 210
4. Borkowski K. J., Lyerly W. J., Reynolds S. P., 2001, ApJ, 548, 820
5. Burkey M., Reynolds S., Borkowski K., Blondin, J. M., 2013, ApJ, 764, 63
6. Chiotellis A., Schure K., Vink J., 2012, A&A, 537, 139
7. Davies R. D., Elliott K. H., Meaburn J., 1976, MmRAS, 81, 89
8. Foley R. J., Simon J. D., Burns C. R., ve diğ., 2012, ApJ, 752, 101

9. Foster A. R., Ji L., Smith R. K., Brickhouse N. S., 2012, ApJ, 756, 128
10. Freedman W. L., Madore B. F., Gibson B. K., ve diğ., 2001, ApJ, 553, 47
11. Gamezo V. N., Khokhlov A. M., Oran E. S., 2005, ApJ, 623, 337
12. Ghavamian P., Rakowski C. E., Hughes J. P., Williams T. B., 2003, ApJ, 590, 833
13. Ghavamian P., Laming J. M., Rakowski, C. E., 2007, ApJL, 654, L69
14. HI4PI işbirliği, Ben Bekhti N., Flöer L., Keller, R., ve diğ., 2016, A&A, 594, A116
15. Hughes J. P., Hayashi I., Koyama K., 1998, ApJ, 505, 732
16. Hughes J. P., Ghavamian P., Rakowski C. E., Slane, P. O., 2003, ApJ, 582L, 95
17. Kushnir D., Katz B., Dong S., Livne E., Fernández R., 2013, ApJL, 778, L37
18. Long K. S., Helfand D. J., Grabelsky D. A., 1981, ApJ, 248, 925
19. Iben I. Jr., Tutukov A. V., 1984, ApJ, 282, 615
20. Maeda K., Benetti S., Stritzinger M., ve diğ., 2010, Natur, 466, 82
21. Maggi P., Haberl F., Kavanagh P. J., ve diğ., 2016, A&A, 585A, 162
22. Maguire K., Sullivan M., Patat F., ve diğ., 2013, MNRAS, 436, 222
23. Malone C. M., Nonaka A., Woosley S. E., Almgren A. S., Bell J. B., Dong S., Zingale M., 2014, ApJ, 782, 11
24. Maoz D., Mannucci F., Nelemans G., 2014, ARA&A, 52, 107
25. McConnachie A. W., 2012, AJ, 144, 4
26. Nomoto K., 1982, ApJ, 253, 798
27. Pagnotta A, Schaefer B. E., 2015, ApJ, 799, 101
28. Park T., Kashyap V. L., Siemiginowska A., van Dyk D. A., Zezas A., Heinke C., Wargelin B. J., 2006, ApJ, 652, 610
29. Park S., Slane P. O., Hughes J. P., Mori K., Burrows D. N., Garmire G. P., 2007, ApJ, 665, 1173
30. Park, S., Kargaltsev, O., Pavlov, G. G., ve diğ., 2009, ApJ, 695, 431-441
31. Patnaude D., Badenes C., Park S., Laming J., 2012, ApJ, 756, 6
32. Post S., Park S., Badenes C., ve diğ., 2014, ApJL, 792, L20
33. Rakowski C. E., Ghavamian P., Hughes J. P., 2003, ApJ, 590, 846
34. Ruiz-Lapuente P., 2014, NewAR, 62, 15
35. Ruiz-Lapuente P., Damiani F., Bedin L. ve diğ., 2018, ApJ, 862, 124
36. Russell S. C., Dopita M. A., 1992, ApJ, 384, 508
37. Sedov, L. I., 1959, Similarity and Dimensional Methods in Mechanics, New York: Academic Press
38. Schenck A., Park S., Post S., 2016, AJ, 151, 161
39. Siegel J., Dwarkadas V. V., Frank K., Burrows D. N., Panfichi A., 2020, AN, 341, 163
40. Sternberg A., Gal-Yam A., Simon D., ve diğ., 2011, Science, 333, 856
41. Thielemann F., Nomoto K., Yokoi K., 1986, A&A, 158, 17
42. van der Heyden K. J., Bleeker J. A. M., Kaastra J. S., Vink J., 2003, A&A, 406, 141
43. Wang B., Han Z., 2012, NewAR, 56, 122
44. Wang B, 2018, RAA, 18, 49
45. Whelan J., Iben I., 1973, ApJ, 186, 1007
46. Zhou P., Vink J., 2018, A&A, 615, A150, 14