IDEAS home Printed from https://ideas.repec.org/a/nat/nature/v612y2022i7941d10.1038_s41586-022-05476-5.html
   My bibliography  Save this article

Vela pulsar wind nebula X-rays are polarized to near the synchrotron limit

Author

Listed:
  • Fei Xie

    (Guangxi University
    INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali)

  • Alessandro Di Marco

    (INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali)

  • Fabio La Monaca

    (INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali)

  • Kuan Liu

    (Guangxi University)

  • Fabio Muleri

    (INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali)

  • Niccolò Bucciantini

    (INAF Osservatorio Astrofisico di Arcetri
    Università degli Studi di Firenze
    Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Firenze)

  • Roger W. Romani

    (Stanford University
    Stanford University)

  • Enrico Costa

    (INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali)

  • John Rankin

    (INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali)

  • Paolo Soffitta

    (INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali)

  • Matteo Bachetti

    (INAF Osservatorio Astronomico di Cagliari)

  • Niccolò Di Lalla

    (Stanford University
    Stanford University)

  • Sergio Fabiani

    (INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali)

  • Riccardo Ferrazzoli

    (INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali)

  • Shuichi Gunji

    (Yamagata University)

  • Luca Latronico

    (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino)

  • Michela Negro

    (NASA Goddard Space Flight Center
    University of Maryland, Baltimore County
    NASA/GSFC)

  • Nicola Omodei

    (Stanford University
    Stanford University)

  • Maura Pilia

    (INAF Osservatorio Astronomico di Cagliari)

  • Alessio Trois

    (INAF Osservatorio Astronomico di Cagliari)

  • Eri Watanabe

    (Yamagata University)

  • Iván Agudo

    (Instituto de Astrofísica de Andalucía—CSIC)

  • Lucio A. Antonelli

    (INAF Osservatorio Astronomico di Roma
    Agenzia Spaziale Italiana)

  • Luca Baldini

    (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
    Università di Pisa)

  • Wayne H. Baumgartner

    (NASA Marshall Space Flight Center)

  • Ronaldo Bellazzini

    (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa)

  • Stefano Bianchi

    (Università degli Studi Roma Tre)

  • Stephen D. Bongiorno

    (NASA Marshall Space Flight Center)

  • Raffaella Bonino

    (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
    Università degli Studi di Torino)

  • Alessandro Brez

    (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa)

  • Fiamma Capitanio

    (INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali)

  • Simone Castellano

    (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa)

  • Elisabetta Cavazzuti

    (Agenzia Spaziale Italiana)

  • Stefano Ciprini

    (Agenzia Spaziale Italiana
    Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma Tor Vergata)

  • Alessandra De Rosa

    (INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali)

  • Ettore Del Monte

    (INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali)

  • Laura Di Gesu

    (Agenzia Spaziale Italiana)

  • Immacolata Donnarumma

    (Agenzia Spaziale Italiana)

  • Victor Doroshenko

    (Institut für Astronomie und Astrophysik)

  • Michal Dovčiak

    (Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences)

  • Steven R. Ehlert

    (NASA Marshall Space Flight Center)

  • Teruaki Enoto

    (RIKEN Cluster for Pioneering Research)

  • Yuri Evangelista

    (INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali)

  • Javier A. Garcia

    (California Institute of Technology)

  • Kiyoshi Hayashida

    (Osaka University, Suita)

  • Jeremy Heyl

    (University of British Columbia)

  • Wataru Iwakiri

    (Chuo University)

  • Svetlana G. Jorstad

    (Boston University
    St Petersburg University)

  • Vladimir Karas

    (Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences)

  • Takao Kitaguchi

    (RIKEN Cluster for Pioneering Research)

  • Jeffery J. Kolodziejczak

    (NASA Marshall Space Flight Center)

  • Henric Krawczynski

    (Washington University in St Louis
    Washington University in St Louis)

  • Ioannis Liodakis

    (University of Turku)

  • Simone Maldera

    (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino)

  • Alberto Manfreda

    (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa)

  • Frédéric Marin

    (Université de Strasbourg, CNRS, Observatoire Astronomique de Strasbourg)

  • Andrea Marinucci

    (Agenzia Spaziale Italiana)

  • Alan P. Marscher

    (Boston University)

  • Herman L. Marshall

    (Massachusetts Institute of Technology)

  • Francesco Massaro

    (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
    Università degli Studi di Torino)

  • Giorgio Matt

    (Università degli Studi Roma Tre)

  • Ikuyuki Mitsuishi

    (Nagoya University)

  • Tsunefumi Mizuno

    (Hiroshima University)

  • C.-Y. Ng

    (University of Hong Kong)

  • Stephen L. O’Dell

    (NASA Marshall Space Flight Center)

  • Chiara Oppedisano

    (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino)

  • Alessandro Papitto

    (INAF Osservatorio Astronomico di Roma)

  • George G. Pavlov

    (Pennsylvania State University)

  • Abel L. Peirson

    (Stanford University
    Stanford University)

  • Matteo Perri

    (INAF Osservatorio Astronomico di Roma
    Agenzia Spaziale Italiana)

  • Melissa Pesce-Rollins

    (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa)

  • Pierre-Olivier Petrucci

    (Université Grenoble Alpes, CNRS, IPAG)

  • Andrea Possenti

    (INAF Osservatorio Astronomico di Cagliari)

  • Juri Poutanen

    (University of Turku
    Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences)

  • Simonetta Puccetti

    (Agenzia Spaziale Italiana)

  • Brian D. Ramsey

    (NASA Marshall Space Flight Center)

  • Ajay Ratheesh

    (INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali)

  • Carmelo Sgró

    (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa)

  • Patrick Slane

    (Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian)

  • Gloria Spandre

    (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa)

  • Toru Tamagawa

    (RIKEN Cluster for Pioneering Research)

  • Fabrizio Tavecchio

    (INAF Osservatorio Astronomico di Brera)

  • Roberto Taverna

    (Università degli Studi di Padova)

  • Yuzuru Tawara

    (Nagoya University)

  • Allyn F. Tennant

    (NASA Marshall Space Flight Center)

  • Nicolas E. Thomas

    (NASA Marshall Space Flight Center)

  • Francesco Tombesi

    (Università degli Studi di Roma Tor Vergata)

  • Sergey S. Tsygankov

    (University of Turku
    Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences)

  • Roberto Turolla

    (Università degli Studi di Padova
    University College London)

  • Jacco Vink

    (University of Amsterdam)

  • Martin C. Weisskopf

    (NASA Marshall Space Flight Center)

  • Kinwah Wu

    (University College London)

  • Silvia Zane

    (University College London)

Abstract

Pulsar wind nebulae are formed when outflows of relativistic electrons and positrons hit the surrounding supernova remnant or interstellar medium at a shock front. The Vela pulsar wind nebula is powered by a young pulsar (B0833-45, aged 11,000 years)1 and located inside an extended structure called Vela X, which is itself inside the supernova remnant2. Previous X-ray observations revealed two prominent arcs that are bisected by a jet and counter jet3,4. Radio maps have shown high linear polarization of 60% in the outer regions of the nebula5. Here we report an X-ray observation of the inner part of the nebula, where polarization can exceed 60% at the leading edge—approaching the theoretical limit of what can be produced by synchrotron emission. We infer that, in contrast with the case of the supernova remnant, the electrons in the pulsar wind nebula are accelerated with little or no turbulence in a highly uniform magnetic field.

Suggested Citation

  • Fei Xie & Alessandro Di Marco & Fabio La Monaca & Kuan Liu & Fabio Muleri & Niccolò Bucciantini & Roger W. Romani & Enrico Costa & John Rankin & Paolo Soffitta & Matteo Bachetti & Niccolò Di Lalla & S, 2022. "Vela pulsar wind nebula X-rays are polarized to near the synchrotron limit," Nature, Nature, vol. 612(7941), pages 658-660, December.
  • Handle: RePEc:nat:nature:v:612:y:2022:i:7941:d:10.1038_s41586-022-05476-5
    DOI: 10.1038/s41586-022-05476-5
    as

    Download full text from publisher

    File URL: https://www.nature.com/articles/s41586-022-05476-5
    File Function: Abstract
    Download Restriction: Access to the full text of the articles in this series is restricted.

    File URL: https://libkey.io/10.1038/s41586-022-05476-5?utm_source=ideas
    LibKey link: if access is restricted and if your library uses this service, LibKey will redirect you to where you can use your library subscription to access this item
    ---><---

    As the access to this document is restricted, you may want to search for a different version of it.

    More about this item

    Statistics

    Access and download statistics

    Corrections

    All material on this site has been provided by the respective publishers and authors. You can help correct errors and omissions. When requesting a correction, please mention this item's handle: RePEc:nat:nature:v:612:y:2022:i:7941:d:10.1038_s41586-022-05476-5. See general information about how to correct material in RePEc.

    If you have authored this item and are not yet registered with RePEc, we encourage you to do it here. This allows to link your profile to this item. It also allows you to accept potential citations to this item that we are uncertain about.

    We have no bibliographic references for this item. You can help adding them by using this form .

    If you know of missing items citing this one, you can help us creating those links by adding the relevant references in the same way as above, for each refering item. If you are a registered author of this item, you may also want to check the "citations" tab in your RePEc Author Service profile, as there may be some citations waiting for confirmation.

    For technical questions regarding this item, or to correct its authors, title, abstract, bibliographic or download information, contact: Sonal Shukla or Springer Nature Abstracting and Indexing (email available below). General contact details of provider: http://www.nature.com .

    Please note that corrections may take a couple of weeks to filter through the various RePEc services.

    IDEAS is a RePEc service. RePEc uses bibliographic data supplied by the respective publishers.