Skip to main content
Log in

Pulsar-Wind Nebulae and Magnetar Outflows: Observations at Radio, X-Ray, and Gamma-Ray Wavelengths

  • Published:
Space Science Reviews Aims and scope Submit manuscript

Abstract

We review observations of several classes of neutron-star-powered outflows: pulsar-wind nebulae (PWNe) inside shell supernova remnants (SNRs), PWNe interacting directly with interstellar medium (ISM), and magnetar-powered outflows. We describe radio, X-ray, and gamma-ray observations of PWNe, focusing first on integrated spectral-energy distributions (SEDs) and global spectral properties. High-resolution X-ray imaging of PWNe shows a bewildering array of morphologies, with jets, trails, and other structures. Several of the 23 so far identified magnetars show evidence for continuous or sporadic emission of material, sometimes associated with giant flares, and a few “magnetar-wind nebula” have been recently identified.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5
Fig. 6
Fig. 7
Fig. 8
Fig. 9
Fig. 10
Fig. 11
Fig. 12
Fig. 13
Fig. 14
Fig. 15
Fig. 16
Fig. 17
Fig. 18
Fig. 19
Fig. 20
Fig. 21
Fig. 22
Fig. 23
Fig. 24
Fig. 25
Fig. 26
Fig. 27
Fig. 28
Fig. 29
Fig. 30
Fig. 31
Fig. 32
Fig. 33
Fig. 34
Fig. 35
Fig. 36
Fig. 37
Fig. 38
Fig. 39
Fig. 40
Fig. 41
Fig. 42
Fig. 43
Fig. 44

Similar content being viewed by others

Notes

  1. In this Section the subscript of \(d\) means the scaling distance in kpc.

  2. Equation (4) is applicable at not too small \(\sin i\); see Romani et al. (2010).

  3. Note that \(\gamma_{\mathrm{max}}m_{e}c^{2}\sim e\varPhi \sigma /(\sigma +1)\), where \(\varPhi =B_{\mathrm{LC}}R_{\mathrm{LC}}\sim B_{\mathrm{NS}}R_{\mathrm{NS}}^{3} \varOmega^{2}/c ^{2}\) is the potential drop across the pulsar’s polar cap, \(R_{\mathrm{LC}}=c/ \varOmega \) is the light cylinder radius, \(\varOmega =2\pi /P\), \(B_{\mathrm{LC}}\) and \(B_{\mathrm{NS}}\) are the magnetic field values at the light cylinder and the neutron star surface. The maximum electron energies in other acceleration models (e.g., Romanova et al. 2005) are also fractions of \(e\varPhi \).

  4. It can differ from the pulsar’s proper motion if the pulsar moves in a non-uniform ambient medium, but we will neglect this difference here.

  5. We should note, however, that such estimates assume that the magnetic field strength is about the same throughout the emitting volume, which may be far from reality.

  6. One should bear in mind, however, that much smaller spatial scales can be probed in the nearby Geminga PWN than in the Mouse.

  7. Chatterjee and Cordes (2002) estimated \(\theta_{0}=0\stackrel {''}{.}06\pm 0\stackrel {''}{.}02\) from modeling an H\(\alpha \) image obtained with the Hubble Space Telecope.

  8. In what follows, the angular resolutions are provided as the 68% containment radii. The Fermi-LAT sensitivity is given at \(\mbox{TS} = 25\) in 10 y, for a source at \((\ell , b) = (0^{ \circ} , 30^{\circ })\) with Pass 8 data (https://www.slac.stanford.edu/exp/glast/groups/canda/lat_Performance.htm). The H.E.S.S. sensitivity is provided at 5 \(\sigma \) in 25 h, for a source near zenith (https://www.mpi-hd.mpg.de/hfm/HESS/pages/home/proposals/). See also the dashed lines in Fig. 38.

  9. See http://tevcat.uchicago.edu/.

  10. From Abramowski et al. (H.E.S.S. Collaboration) 2016, in prep. See also https://www.mpi-hd.mpg.de/hfm/HESS/pages/home/som/2016/01/.

  11. https://confluence.slac.stanford.edu/display/GLAMCOG/Public+List+of+LAT-Detected+Gamma-Ray+Pulsars.

  12. The possibility that a hadronic component could carry a significant fraction of the energy content in PWNe has been investigated in several works (see Di Palma et al. 2016 and references therein), but the observational evidence of the presence of accelerated ions in PWNe, through e.g. pion production in hadronic interactions and the subsequent emission of \(\gamma \)-rays and neutrinos, has been so far elusive.

  13. The modeling presented in Vorster et al. (2013) assumes that the particle spectrum has a discontinuity at the transition between the low- and high-energy components.

  14. The luminous blue variable star LBV 1806-20 (Figer et al. 2004).

  15. As illustrated by HESS J1640-645 Abramowski et al. (2014) coincident with the radio SNR G338.3-0.0 hosting one compact and one extended X-ray source in its center which turned out to be an energetic pulsar (PSR J1640-4631, Gotthelf et al. 2014) and its wind nebula.

References

  • A.A. Abdo, M. Ackermann, M. Ajello, A. Allafort, L. Baldini, J. Ballet, G. Barbiellini, D. Bastieri, K. Bechtol, R. Bellazzini, B. Berenji, R.D. Blandford, E.D. Bloom, E. Bonamente, A.W. Borgland, A. Bouvier, J. Bregeon, A. Brez, M. Brigida, P. Bruel, T.H. Burnett, S. Buson, G.A. Caliandro, R.A. Cameron, P.A. Caraveo, S. Carrigan, J.M. Casandjian, C. Cecchi, Ö. Çelik, A. Chekhtman, C.C. Chung, J. Chiang, S. Ciprini, R. Claus, J. Cohen-Tanugi, J. Conrad, A. de Angelis, F. de Palma, M. Dormody, E.d.C.e. Silva, P.S. Drell, R. Dubois, D. Dumora, C. Farnier, C. Favuzzi, S.J. Fegan, W.B. Focke, P. Fortin, M. Frailis, Y. Fukazawa, S. Funk, P. Fusco, F. Gargano, N. Gehrels, S. Germani, G. Giavitto, N. Giglietto, F. Giordano, T. Glanzman, G. Godfrey, I.A. Grenier, M.-H. Grondin, J.E. Grove, L. Guillemot, S. Guiriec, A.K. Harding, M. Hayashida, E. Hays, D. Horan, R.E. Hughes, M.S. Jackson, G. Jóhannesson, A.S. Johnson, T.J. Johnson, W.N. Johnson, S. Johnston, T. Kamae, H. Katagiri, J. Kataoka, N. Kawai, M. Kerr, J. Knödlseder, M. Kuss, J. Lande, L. Latronico, S.-H. Lee, M. Lemoine-Goumard, M. Llena Garde, F. Longo, F. Loparco, B. Lott, M.N. Lovellette, P. Lubrano, A. Makeev, M. Marelli, M.N. Mazziotta, J.E. McEnery, C. Meurer, P.F. Michelson, W. Mitthumsiri, T. Mizuno, A.A. Moiseev, C. Monte, M.E. Monzani, A. Morselli, I.V. Moskalenko, S. Murgia, T. Nakamori, P.L. Nolan, J.P. Norris, A. Noutsos, E. Nuss, T. Ohsugi, N. Omodei, E. Orlando, J.F. Ormes, M. Ozaki, D. Paneque, J.H. Panetta, D. Parent, V. Pelassa, M. Pepe, M. Pesce-Rollins, M. Pierbattista, F. Piron, T.A. Porter, S. Rainò, R. Rando, P.S. Ray, N. Rea, A. Reimer, O. Reimer, T. Reposeur, S. Ritz, A.Y. Rodriguez, R.W. Romani, M. Roth, F. Ryde, H.F.-W. Sadrozinski, D. Sanchez, A. Sander, P.M. Saz Parkinson, J.D. Scargle, C. Sgrò, E.J. Siskind, D.A. Smith, P.D. Smith, G. Spandre, P. Spinelli, M.S. Strickman, D.J. Suson, H. Tajima, H. Takahashi, T. Takahashi, T. Tanaka, J.B. Thayer, J.G. Thayer, D.J. Thompson, L. Tibaldo, D.F. Torres, G. Tosti, A. Tramacere, Y. Uchiyama, T.L. Usher, A. Van Etten, V. Vasileiou, C. Venter, N. Vilchez, V. Vitale, A.P. Waite, P. Wang, P. Weltevrede, B.L. Winer, K.S. Wood, T. Ylinen, M. Ziegler, Fermi Large Area Telescope observations of the Vela-X pulsar wind nebula. Astrophys. J. 713, 146–153 (2010). doi:10.1088/0004-637X/713/1/146

    Article  ADS  Google Scholar 

  • A. Abramowski, F. Acero, F. Aharonian, A.G. Akhperjanian, G. Anton, S. Balenderan, A. Balzer, A. Barnacka, Y. Becherini, J. Becker Tjus, K. Bernlöhr, E. Birsin, J. Biteau, A. Bochow, C. Boisson, J. Bolmont, P. Bordas, J. Brucker, F. Brun, P. Brun, T. Bulik, S. Carrigan, S. Casanova, M. Cerruti, P.M. Chadwick, A. Charbonnier, R.C.G. Chaves, A. Cheesebrough, G. Cologna, J. Conrad, C. Couturier, M. Dalton, M.K. Daniel, I.D. Davids, B. Degrange, C. Deil, P. deWilt, H.J. Dickinson, A. Djannati-Ataï, W. Domainko, L.O.. Drury, F. Dubois, G. Dubus, K. Dutson, J. Dyks, M. Dyrda, K. Egberts, P. Eger, P. Espigat, L. Fallon, C. Farnier, S. Fegan, F. Feinstein, M.V. Fernandes, D. Fernandez, A. Fiasson, G. Fontaine, A. Förster, M. Füßling, M. Gajdus, Y.A. Gallant, T. Garrigoux, H. Gast, B. Giebels, J.F. Glicenstein, B. Glück, D. Göring, M.-H. Grondin, S. Häffner, J.D. Hague, J. Hahn, D. Hampf, J. Harris, S. Heinz, G. Heinzelmann, G. Henri, G. Hermann, A. Hillert, J.A. Hinton, W. Hofmann, P. Hofverberg, M. Holler, D. Horns, A. Jacholkowska, C. Jahn, M. Jamrozy, I. Jung, M.A. Kastendieck, K. Katarzyński, U. Katz, S. Kaufmann, B. Khélifi, D. Klochkov, W. Kluźniak, T. Kneiske, N. Komin, K. Kosack, R. Kossakowski, F. Krayzel, P.P. Krüger, H. Laffon, G. Lamanna, J.-P. Lenain, D. Lennarz, T. Lohse, A. Lopatin, C.-C. Lu, V. Marandon, A. Marcowith, J. Masbou, G. Maurin, N. Maxted, M. Mayer, T.J.L. McComb, M.C. Medina, J. Méhault, U. Menzler, R. Moderski, M. Mohamed, E. Moulin, C.L. Naumann, M. Naumann-Godo, M. de Naurois, D. Nedbal, N. Nguyen, J. Niemiec, S.J. Nolan, S. Ohm, E. de Oña Wilhelmi, B. Opitz, M. Ostrowski, I. Oya, M. Panter, D. Parsons, M. Paz Arribas, N.W. Pekeur, G. Pelletier, J. Perez, P.-O. Petrucci, B. Peyaud, S. Pita, G. Pühlhofer, M. Punch, A. Quirrenbach, M. Raue, A. Reimer, O. Reimer, M. Renaud, R. de los Reyes, F. Rieger, J. Ripken, L. Rob, S. Rosier-Lees, G. Rowell, B. Rudak, C.B. Rulten, V. Sahakian, D.A. Sanchez, A. Santangelo, R. Schlickeiser, A. Schulz, U. Schwanke, S. Schwarzburg, S. Schwemmer, F. Sheidaei, J.L. Skilton, H. Sol, G. Spengler, Ł. Stawarz, R. Steenkamp, C. Stegmann, F. Stinzing, K. Stycz, I. Sushch, A. Szostek, J.-P. Tavernet, R. Terrier, M. Tluczykont, C. Trichard, K. Valerius, C. van Eldik, G. Vasileiadis, C. Venter, A. Viana, P. Vincent, H.J. Völk, F. Volpe, S. Vorobiov, M. Vorster, S.J. Wagner, M. Ward, R. White, A. Wierzcholska, D. Wouters, M. Zacharias, A. Zajczyk, A.A. Zdziarski, A. Zech, H.-S. Zechlin, Probing the extent of the non-thermal emission from the Vela X region at TeV energies with H.E.S.S. Astron. Astrophys. 548, 38 (2012). doi:10.1051/0004-6361/201219919

    Article  Google Scholar 

  • A. Abramowski, F. Aharonian, F.A. Benkhali, A.G. Akhperjanian, E. Angüner, G. Anton, S. Balenderan, A. Balzer, A. Barnacka, Y. Becherini, et al., HESS J1640-465—an exceptionally luminous TeV \(\gamma\)-ray supernova remnant. Mon. Not. R. Astron. Soc. 439, 2828–2836 (2014). doi:10.1093/mnras/stu139

    Article  ADS  Google Scholar 

  • F. Acero, M. Ackermann, M. Ajello, A. Allafort, L. Baldini, J. Ballet, G. Barbiellini, D. Bastieri, K. Bechtol, R. Bellazzini, R.D. Blandford, E.D. Bloom, E. Bonamente, E. Bottacini, T.J. Brandt, J. Bregeon, M. Brigida, P. Bruel, R. Buehler, S. Buson, G.A. Caliandro, R.A. Cameron, P.A. Caraveo, C. Cecchi, E. Charles, R.C.G. Chaves, A. Chekhtman, J. Chiang, G. Chiaro, S. Ciprini, R. Claus, J. Cohen-Tanugi, J. Conrad, S. Cutini, M. Dalton, F. D’Ammando, F. de Palma, C.D. Dermer, L. Di Venere, E.d.C.e. Silva, P.S. Drell, A. Drlica-Wagner, L. Falletti, C. Favuzzi, S.J. Fegan, E.C. Ferrara, W.B. Focke, A. Franckowiak, Y. Fukazawa, S. Funk, P. Fusco, F. Gargano, D. Gasparrini, N. Giglietto, F. Giordano, M. Giroletti, T. Glanzman, G. Godfrey, T. Grégoire, I.A. Grenier, M.-H. Grondin, J.E. Grove, S. Guiriec, D. Hadasch, Y. Hanabata, A.K. Harding, M. Hayashida, K. Hayashi, E. Hays, J. Hewitt, A.B. Hill, D. Horan, X. Hou, R.E. Hughes, Y. Inoue, M.S. Jackson, T. Jogler, G. Jóhannesson, A.S. Johnson, T. Kamae, T. Kawano, M. Kerr, J. Knödlseder, M. Kuss, J. Lande, S. Larsson, L. Latronico, M. Lemoine-Goumard, F. Longo, F. Loparco, M.N. Lovellette, P. Lubrano, M. Marelli, F. Massaro, M. Mayer, M.N. Mazziotta, J.E. McEnery, J. Mehault, P.F. Michelson, W. Mitthumsiri, T. Mizuno, C. Monte, M.E. Monzani, A. Morselli, I.V. Moskalenko, S. Murgia, T. Nakamori, R. Nemmen, E. Nuss, T. Ohsugi, A. Okumura, M. Orienti, E. Orlando, J.F. Ormes, D. Paneque, J.H. Panetta, J.S. Perkins, M. Pesce-Rollins, F. Piron, G. Pivato, T.A. Porter, S. Rainò, R. Rando, M. Razzano, A. Reimer, O. Reimer, T. Reposeur, S. Ritz, M. Roth, R. Rousseau, P.M. Saz Parkinson, A. Schulz, C. Sgrò, E.J. Siskind, D.A. Smith, G. Spandre, P. Spinelli, D.J. Suson, H. Takahashi, Y. Takeuchi, J.G. Thayer, J.B. Thayer, D.J. Thompson, L. Tibaldo, O. Tibolla, M. Tinivella, D.F. Torres, G. Tosti, E. Troja, Y. Uchiyama, J. Vandenbroucke, V. Vasileiou, G. Vianello, V. Vitale, M. Werner, B.L. Winer, K.S. Wood, Z. Yang, Constraints on the galactic population of TeV pulsar wind nebulae using Fermi Large Area Telescope observations. Astrophys. J. 773, 77 (2013). doi:10.1088/0004-637X/773/1/77

    Article  ADS  Google Scholar 

  • F. Acero, M. Ackermann, M. Ajello, A. Albert, W.B. Atwood, M. Axelsson, L. Baldini, J. Ballet, G. Barbiellini, D. Bastieri, A. Belfiore, R. Bellazzini, E. Bissaldi, R.D. Blandford, E.D. Bloom, J.R. Bogart, R. Bonino, E. Bottacini, J. Bregeon, R.J. Britto, P. Bruel, R. Buehler, T.H. Burnett, S. Buson, G.A. Caliandro, R.A. Cameron, R. Caputo, M. Caragiulo, P.A. Caraveo, J.M. Casandjian, E. Cavazzuti, E. Charles, R.C.G. Chaves, A. Chekhtman, C.C. Cheung, J. Chiang, G. Chiaro, S. Ciprini, R. Claus, J. Cohen-Tanugi, L.R. Cominsky, J. Conrad, S. Cutini, F. D’Ammando, A. de Angelis, M. DeKlotz, F. de Palma, R. Desiante, S.W. Digel, L. Di Venere, P.S. Drell, R. Dubois, D. Dumora, C. Favuzzi, S.J. Fegan, E.C. Ferrara, J. Finke, A. Franckowiak, Y. Fukazawa, S. Funk, P. Fusco, F. Gargano, D. Gasparrini, B. Giebels, N. Giglietto, P. Giommi, F. Giordano, M. Giroletti, T. Glanzman, G. Godfrey, I.A. Grenier, M.-H. Grondin, J.E. Grove, L. Guillemot, S. Guiriec, D. Hadasch, A.K. Harding, E. Hays, J.W. Hewitt, A.B. Hill, D. Horan, G. Iafrate, T. Jogler, G. Jóhannesson, R.P. Johnson, A.S. Johnson, T.J. Johnson, W.N. Johnson, T. Kamae, J. Kataoka, J. Katsuta, M. Kuss, G. La Mura, D. Landriu, S. Larsson, L. Latronico, M. Lemoine-Goumard, J. Li, L. Li, F. Longo, F. Loparco, B. Lott, M.N. Lovellette, P. Lubrano, G.M. Madejski, F. Massaro, M. Mayer, M.N. Mazziotta, J.E. McEnery, P.F. Michelson, N. Mirabal, T. Mizuno, A.A. Moiseev, M. Mongelli, M.E. Monzani, A. Morselli, I.V. Moskalenko, S. Murgia, E. Nuss, M. Ohno, T. Ohsugi, N. Omodei, M. Orienti, E. Orlando, J.F. Ormes, D. Paneque, J.H. Panetta, J.S. Perkins, M. Pesce-Rollins, F. Piron, G. Pivato, T.A. Porter, J.L. Racusin, R. Rando, M. Razzano, S. Razzaque, A. Reimer, O. Reimer, T. Reposeur, L.S. Rochester, R.W. Romani, D. Salvetti, M. Sánchez-Conde, P.M. Saz Parkinson, A. Schulz, E.J. Siskind, D.A. Smith, F. Spada, G. Spandre, P. Spinelli, T.E. Stephens, A.W. Strong, D.J. Suson, H. Takahashi, T. Takahashi, Y. Tanaka, J.G. Thayer, J.B. Thayer, D.J. Thompson, L. Tibaldo, O. Tibolla, D.F. Torres, E. Torresi, G. Tosti, E. Troja, B. Van Klaveren, G. Vianello, B.L. Winer, K.S. Wood, M. Wood, S. Zimmer, Fermi-LAT Collaboration, Fermi Large Area Telescope third source catalog. Astrophys. J. Suppl. Ser. 218, 23 (2015). doi:10.1088/0067-0049/218/2/23

    Article  ADS  Google Scholar 

  • B.S. Acharya, M. Actis, T. Aghajani, G. Agnetta, J. Aguilar, F. Aharonian, M. Ajello, A. Akhperjanian, M. Alcubierre, J. Aleksić, et al., Introducing the CTA concept. Astropart. Phys. 43, 3–18 (2013). doi:10.1016/j.astropartphys.2013.01.007

    Article  ADS  Google Scholar 

  • M. Ackermann, M. Ajello, W.B. Atwood, L. Baldini, J. Ballet, G. Barbiellini, D. Bastieri, J. Becerra Gonzalez, R. Bellazzini, E. Bissaldi, R.D. Blandford, E.D. Bloom, R. Bonino, E. Bottacini, T.J. Brandt, J. Bregeon, P. Bruel, R. Buehler, S. Buson, G.A. Caliandro, R.A. Cameron, R. Caputo, M. Caragiulo, P.A. Caraveo, E. Cavazzuti, C. Cecchi, E. Charles, A. Chekhtman, C.C. Cheung, J. Chiang, G. Chiaro, S. Ciprini, J.M. Cohen, J. Cohen-Tanugi, L.R. Cominsky, J. Conrad, A. Cuoco, S. Cutini, F. D’Ammando, A. de Angelis, F. de Palma, R. Desiante, M. Di Mauro, L. Di Venere, A. Domínguez, P.S. Drell, C. Favuzzi, S.J. Fegan, E.C. Ferrara, W.B. Focke, P. Fortin, A. Franckowiak, Y. Fukazawa, S. Funk, A.K. Furniss, P. Fusco, F. Gargano, D. Gasparrini, N. Giglietto, P. Giommi, F. Giordano, M. Giroletti, T. Glanzman, G. Godfrey, I.A. Grenier, M.-H. Grondin, L. Guillemot, S. Guiriec, A.K. Harding, E. Hays, J.W. Hewitt, A.B. Hill, D. Horan, G. Iafrate, D. Hartmann, T. Jogler, G. Jóhannesson, A.S. Johnson, T. Kamae, J. Kataoka, J. Knödlseder, M. Kuss, G. La Mura, S. Larsson, L. Latronico, M. Lemoine-Goumard, J. Li, L. Li, F. Longo, F. Loparco, B. Lott, M.N. Lovellette, P. Lubrano, G.M. Madejski, S. Maldera, A. Manfreda, M. Mayer, M.N. Mazziotta, P.F. Michelson, N. Mirabal, W. Mitthumsiri, T. Mizuno, A.A. Moiseev, M.E. Monzani, A. Morselli, I.V. Moskalenko, S. Murgia, E. Nuss, T. Ohsugi, N. Omodei, M. Orienti, E. Orlando, J.F. Ormes, D. Paneque, J.S. Perkins, M. Pesce-Rollins, V. Petrosian, F. Piron, G. Pivato, T.A. Porter, S. Rainò, R. Rando, M. Razzano, S. Razzaque, A. Reimer, O. Reimer, T. Reposeur, R.W. Romani, M. Sánchez-Conde, P.M. Saz Parkinson, J. Schmid, A. Schulz, C. Sgrò, E.J. Siskind, F. Spada, G. Spandre, P. Spinelli, D.J. Suson, H. Tajima, H. Takahashi, M. Takahashi, T. Takahashi, J.B. Thayer, D.J. Thompson, L. Tibaldo, D.F. Torres, G. Tosti, E. Troja, G. Vianello, K.S. Wood, M. Wood, M. Yassine, G. Zaharijas, S. Zimmer, 2FHL: the second catalog of hard Fermi-LAT sources. Astrophys. J. Suppl. Ser. 222, 5 (2016). doi:10.3847/0067-0049/222/1/5

    Article  ADS  Google Scholar 

  • M. Aguilar, D. Aisa, A. Alvino, G. Ambrosi, K. Andeen, L. Arruda, N. Attig, P. Azzarello, A. Bachlechner, F. Barao, et al., Electron and positron fluxes in primary cosmic rays measured with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station. Phys. Rev. Lett. 113(12), 121102 (2014a). doi:10.1103/PhysRevLett.113.121102

    Article  ADS  Google Scholar 

  • M. Aguilar, D. Aisa, B. Alpat, A. Alvino, G. Ambrosi, K. Andeen, L. Arruda, N. Attig, P. Azzarello, A. Bachlechner, et al., Precision measurement of the (e++e) flux in primary cosmic rays from 0.5 GeV to 1 TeV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station. Phys. Rev. Lett. 113(22), 221102 (2014b). doi:10.1103/PhysRevLett.113.221102

    Article  ADS  Google Scholar 

  • F. Aharonian, A.G. Akhperjanian, K.-M. Aye, A.R. Bazer-Bachi, M. Beilicke, W. Benbow, D. Berge, P. Berghaus, K. Bernlöhr, C. Boisson, O. Bolz, I. Braun, F. Breitling, A.M. Brown, J. Bussons Gordo, P.M. Chadwick, L.-M. Chounet, R. Cornils, L. Costamante, B. Degrange, A. Djannati-Ataï, L. O’C. Drury, G. Dubus, D. Emmanoulopoulos, P. Espigat, F. Feinstein, P. Fleury, G. Fontaine, Y. Fuchs, S. Funk, Y.A. Gallant, B. Giebels, S. Gillessen, J.F. Glicenstein, P. Goret, C. Hadjichristidis, M. Hauser, G. Heinzelmann, G. Henri, G. Hermann, J.A. Hinton, W. Hofmann, M. Holleran, D. Horns, O.C. de Jager, B. Khélifi, N. Komin, A. Konopelko, I.J. Latham, R. Le Gallou, A. Lemière, M. Lemoine-Goumard, N. Leroy, T. Lohse, O. Martineau-Huynh, A. Marcowith, C. Masterson, T.J.L. McComb, M. de Naurois, S.J. Nolan, A. Noutsos, K.J. Orford, J.L. Osborne, M. Ouchrif, M. Panter, G. Pelletier, S. Pita, G. Pühlhofer, M. Punch, B.C. Raubenheimer, M. Raue, J. Raux, S.M. Rayner, I. Redondo, A. Reimer, O. Reimer, J. Ripken, L. Rob, L. Rolland, G. Rowell, V. Sahakian, L. Saugé, S. Schlenker, R. Schlickeiser, C. Schuster, U. Schwanke, M. Siewert, H. Sol, R. Steenkamp, C. Stegmann, J.-P. Tavernet, R. Terrier, C.G. Théoret, M. Tluczykont, G. Vasileiadis, C. Venter, P. Vincent, H.J. Völk, S.J. Wagner, Discovery of extended VHE gamma-ray emission from the asymmetric pulsar wind nebula in MSH 15–52 with HESS. Astron. Astrophys. 435, 17–20 (2005). doi:10.1051/0004-6361:200500105

    Article  ADS  Google Scholar 

  • F. Aharonian, A.G. Akhperjanian, A.R. Bazer-Bachi, M. Beilicke, W. Benbow, D. Berge, K. Bernlöhr, C. Boisson, O. Bolz, V. Borrel, I. Braun, A.M. Brown, R. Bühler, I. Büsching, S. Carrigan, P.M. Chadwick, L.-M. Chounet, R. Cornils, L. Costamante, B. Degrange, H.J. Dickinson, A. Djannati-Ataï, L. O’C. Drury, G. Dubus, K. Egberts, D. Emmanoulopoulos, P. Espigat, F. Feinstein, E. Ferrero, A. Fiasson, G. Fontaine, S. Funk, S. Funk, M. Füßling, Y.A. Gallant, B. Giebels, J.F. Glicenstein, P. Goret, C. Hadjichristidis, D. Hauser, M. Hauser, G. Heinzelmann, G. Henri, G. Hermann, J.A. Hinton, A. Hoffmann, W. Hofmann, M. Holleran, D. Horns, A. Jacholkowska, O.C. de Jager, E. Kendziorra, B. Khélifi, N. Komin, A. Konopelko, K. Kosack, I.J. Latham, R. Le Gallou, A. Lemière, M. Lemoine-Goumard, T. Lohse, J.M. Martin, O. Martineau-Huynh, A. Marcowith, C. Masterson, G. Maurin, T.J.L. McComb, E. Moulin, M. de Naurois, D. Nedbal, S.J. Nolan, A. Noutsos, K.J. Orford, J.L. Osborne, M. Ouchrif, M. Panter, G. Pelletier, S. Pita, G. Pühlhofer, M. Punch, B.C. Raubenheimer, M. Raue, S.M. Rayner, A. Reimer, O. Reimer, J. Ripken, L. Rob, L. Rolland, G. Rowell, V. Sahakian, A. Santangelo, L. Saugé, S. Schlenker, R. Schlickeiser, R. Schröder, U. Schwanke, S. Schwarzburg, A. Shalchi, H. Sol, D. Spangler, F. Spanier, R. Steenkamp, C. Stegmann, G. Superina, J.-P. Tavernet, R. Terrier, C.G. Théoret, M. Tluczykont, C. van Eldik, G. Vasileiadis, C. Venter, P. Vincent, H.J. Völk, S.J. Wagner, M. Ward, Energy dependent \(\gamma\)-ray morphology in the pulsar wind nebula HESS J1825-137. Astron. Astrophys. 460, 365–374 (2006a). doi:10.1051/0004-6361:20065546

    Article  ADS  Google Scholar 

  • F. Aharonian, A.G. Akhperjanian, A.R. Bazer-Bachi, M. Beilicke, W. Benbow, D. Berge, K. Bernlöhr, C. Boisson, O. Bolz, V. Borrel, I. Braun, F. Breitling, A.M. Brown, R. Bühler, I. Büsching, S. Carrigan, P.M. Chadwick, L.-M. Chounet, R. Cornils, L. Costamante, B. Degrange, H.J. Dickinson, A. Djannati-Ataï, L. O’C. Drury, G. Dubus, K. Egberts, D. Emmanoulopoulos, B. Epinat, P. Espigat, F. Feinstein, E. Ferrero, G. Fontaine, S. Funk, S. Funk, Y.A. Gallant, B. Giebels, J.F. Glicenstein, P. Goret, C. Hadjichristidis, D. Hauser, M. Hauser, G. Heinzelmann, G. Henri, G. Hermann, J.A. Hinton, W. Hofmann, M. Holleran, D. Horns, A. Jacholkowska, O.C. de Jager, B. Khélifi, N. Komin, A. Konopelko, I.J. Latham, R. Le Gallou, A. Lemière, M. Lemoine-Goumard, T. Lohse, J.M. Martin, O. Martineau-Huynh, A. Marcowith, C. Masterson, T.J.L. McComb, M. de Naurois, D. Nedbal, S.J. Nolan, A. Noutsos, K.J. Orford, J.L. Osborne, M. Ouchrif, M. Panter, G. Pelletier, S. Pita, G. Pühlhofer, M. Punch, B.C. Raubenheimer, M. Raue, S.M. Rayner, A. Reimer, O. Reimer, J. Ripken, L. Rob, L. Rolland, G. Rowell, V. Sahakian, L. Saugé, S. Schlenker, R. Schlickeiser, U. Schwanke, H. Sol, D. Spangler, F. Spanier, R. Steenkamp, C. Stegmann, G. Superina, J.-P. Tavernet, R. Terrier, C.G. Théoret, M. Tluczykont, C. van Eldik, G. Vasileiadis, C. Venter, P. Vincent, H.J. Völk, S.J. Wagner, M. Ward, First detection of a VHE gamma-ray spectral maximum from a cosmic source: HESS discovery of the Vela X nebula. Astron. Astrophys. 448, 43–47 (2006b). doi:10.1051/0004-6361:200600014

    Article  ADS  Google Scholar 

  • E. Amato, Particle acceleration and radiation in Pulsar Wind Nebulae. ArXiv e-prints (2015)

  • H. An, K.K. Madsen, S.P. Reynolds, V.M. Kaspi, F.A. Harrison, S.E. Boggs, F.E. Christensen, W.W. Craig, C.L. Fryer, B.W. Grefenstette, C.J. Hailey, K. Mori, D. Stern, W.W. Zhang, High-energy X-ray imaging of the pulsar wind nebula MSH 15-52: constraints on particle acceleration and transport. Astrophys. J. 793, 90 (2014). doi:10.1088/0004-637X/793/2/90

    Article  ADS  Google Scholar 

  • Z. Arzoumanian, D.F. Chernoff, J.M. Cordes, The velocity distribution of isolated radio pulsars. Astrophys. J. 568, 289–301 (2002). doi:10.1086/338805

    Article  ADS  Google Scholar 

  • Z. Arzoumanian, E.V. Gotthelf, S.M. Ransom, S. Safi-Harb, R. Kothes, T.L. Landecker, Discovery of an energetic pulsar associated with SNR G76.9+1.0. Astrophys. J. 739, 39 (2011). doi:10.1088/0004-637X/739/1/39

    Article  ADS  Google Scholar 

  • K. Auchettl, P. Slane, R.W. Romani, B. Posselt, G.G. Pavlov, O. Kargaltsev, C.-Y. Ng, T. Temim, M.C. Weisskopf, A. Bykov, D.A. Swartz, X-ray analysis of the proper motion and pulsar wind nebula for PSR J1741-2054. Astrophys. J. 802, 68 (2015). doi:10.1088/0004-637X/802/1/68

    Article  ADS  Google Scholar 

  • R. Bandiera, On the X-ray feature associated with the Guitar Nebula. Astron. Astrophys. 490, 3–6 (2008). doi:10.1051/0004-6361:200810666

    Article  ADS  Google Scholar 

  • R. Bandiera, F. Bocchino, The X-ray halo of G21.5-0.9. Adv. Space Res. 33, 398–402 (2004). doi:10.1016/j.asr.2003.04.025

    Article  ADS  Google Scholar 

  • M.F. Bietenholz, N. Bartel, The expansion and radio spectral index of G21.5-0.9: is PSR J1833-1034 the youngest pulsar? Mon. Not. R. Astron. Soc. 386, 1411–1416 (2008). doi:10.1111/j.1365-2966.2008.13058.x

    Article  ADS  Google Scholar 

  • L. Bîrzan, G.G. Pavlov, O. Kargaltsev, Chandra observations of the elusive pulsar wind nebula around PSR B0656+14. Astrophys. J. 817, 129 (2016). doi:10.3847/0004-637X/817/2/129

    Article  ADS  Google Scholar 

  • E.L. Blanton, D.J. Helfand, ASCA observations of the composite supernova remnant G29.7-0.3. Astrophys. J. 470, 961 (1996). doi:10.1086/177922

    Article  ADS  Google Scholar 

  • J.M. Blondin, R.A. Chevalier, D.M. Frierson, Pulsar wind nebulae in evolved supernova remnants. Astrophys. J. 563, 806–815 (2001). doi:10.1086/324042

    Article  ADS  Google Scholar 

  • F. Bocchino, Detection of thermal X-ray emission in the halo of the plerionic supernova remnant G21.5-0.9. Adv. Space Res. 35, 1003–1006 (2005). doi:10.1016/j.asr.2005.01.045

    Article  ADS  Google Scholar 

  • F. Bocchino, A.M. Bykov, The plerion nebula in IC 443: the XMM-Newton view. Astron. Astrophys. 376, 248–253 (2001). doi:10.1051/0004-6361:20010882

    Article  ADS  Google Scholar 

  • S.E. Boggs, A. Zoglauer, E. Bellm, K. Hurley, R.P. Lin, D.M. Smith, C. Wigger, W. Hajdas, The giant flare of 2004 December 27 from SGR 1806-20. Astrophys. J. 661, 458–467 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  • K.J. Borkowski, S.P. Reynolds, M.S.E. Roberts, G11.2-0.3: The young remnant of a stripped-envelope supernova. Astrophys. J. 819, 160 (2016). doi:10.3847/0004-637X/819/2/160

    Article  ADS  Google Scholar 

  • M. Boudaud, S. Aupetit, S. Caroff, A. Putze, G. Belanger, Y. Genolini, C. Goy, V. Poireau, V. Poulin, S. Rosier, P. Salati, L. Tao, M. Vecchi, A new look at the cosmic ray positron fraction. Astron. Astrophys. 575, 67 (2015). doi:10.1051/0004-6361/201425197

    Article  ADS  Google Scholar 

  • N. Bucciantini, E. Amato, L. Del Zanna, Relativistic MHD simulations of pulsar bow-shock nebulae. Astron. Astrophys. 434, 189–199 (2005). doi:10.1051/0004-6361:20042205

    Article  ADS  Google Scholar 

  • N. Bucciantini, J. Arons, E. Amato, Modelling spectral evolution of pulsar wind nebulae inside supernova remnants. Mon. Not. R. Astron. Soc. 410, 381–398 (2011). doi:10.1111/j.1365-2966.2010.17449.x

    Article  ADS  Google Scholar 

  • A.M. Bykov, F.B.S. Paerels, V. Petrosian, Equilibration processes in the warm–hot intergalactic medium. Space Sci. Rev. 134, 141–153 (2008). doi:10.1007/s11214-008-9309-4

    Article  ADS  Google Scholar 

  • A. Bykov, N. Gehrels, H. Krawczynski, M. Lemoine, G. Pelletier, M. Pohl, Particle acceleration in relativistic outflows. Space Sci. Rev. 173, 309–339 (2012). doi:10.1007/s11214-012-9896-y

    Article  ADS  Google Scholar 

  • P.B. Cameron, P. Chandra, A. Ray, S.R. Kulkarni, D.A. Frail, M.H. Wieringa, E. Nakar, E.S. Phinney, A. Miyazaki, M. Tsuboi, S. Okumura, N. Kawai, K.M. Menten, F. Bertoldi, Detection of a radio counterpart to the 27 December 2004 giant flare from SGR 1806-20. Nature 434, 1112–1115 (2005). doi:10.1038/nature03605

    Article  ADS  Google Scholar 

  • F. Camilo, R.N. Manchester, B.M. Gaensler, D.R. Lorimer, Heartbeat of the mouse: a young radio pulsar associated with the axisymmetric nebula G359.23-0.82. Astrophys. J. Lett. 579, 25–28 (2002). doi:10.1086/344832

    Article  ADS  Google Scholar 

  • P.A. Caraveo, G.F. Bignami, A. de Luca, S. Mereghetti, A. Pellizzoni, R. Mignani, A. Tur, W. Becker, Geminga’s tails: a pulsar bow shock probing the interstellar medium. Science 301, 1345–1348 (2003). doi:10.1126/science.1086973

    Article  ADS  Google Scholar 

  • S. Chatterjee, J.M. Cordes, Bow shocks from neutron stars: scaling laws and Hubble Space Telescope observations of the Guitar Nebula. Astrophys. J. 575, 407–418 (2002). doi:10.1086/341139

    Article  ADS  Google Scholar 

  • R.A. Chevalier, Young core-collapse supernova remnants and their supernovae. Astrophys. J. 619, 839–855 (2005). doi:10.1086/426584

    Article  ADS  Google Scholar 

  • J.M. Cordes, R.W. Romani, S.C. Lundgren, The Guitar Nebula—a bow shock from a slow-spin, high-velocity neutron star. Nature 362, 133–135 (1993). doi:10.1038/362133a0

    Article  ADS  Google Scholar 

  • O.C. de Jager, A. Djannati-Ataï, Implications of HESS observations of pulsar wind nebulae, in Astrophysics and Space Science Library, vol. 357 (2009), p. 451 doi:10.1007/978-3-540-76965-1_17

    Google Scholar 

  • O.C. de Jager, S.E.S. Ferreira, A. Djannati-Ataï, M. Dalton, C. Deil, K. Kosack, M. Renaud, U. Schwanke, O. Tibolla, Unidentified Gamma-Ray Sources as Ancient Pulsar Wind Nebulae. ArXiv e-prints (2009)

  • A. de Luca, M. Marelli, R.P. Mignani, P.A. Caraveo, W. Hummel, S. Collins, A. Shearer, P.M. Saz Parkinson, A. Belfiore, G.F. Bignami, Discovery of a faint X-ray counterpart and a parsec-long X-ray tail for the middle-aged, \(\gamma\)-ray-only pulsar PSR J0357+3205. Astrophys. J. 733, 104 (2011). doi:10.1088/0004-637X/733/2/104

    Article  ADS  Google Scholar 

  • A. de Luca, R.P. Mignani, M. Marelli, D. Salvetti, N. Sartore, A. Belfiore, P. Saz Parkinson, P.A. Caraveo, G.F. Bignami, PSR J0357+3205: a fast-moving pulsar with a very unusual X-ray trail. Astrophys. J. Lett. 765, 19 (2013). doi:10.1088/2041-8205/765/1/L19

    Article  ADS  Google Scholar 

  • E. de Oña-Wilhelmi, B. Rudak, J.A. Barrio, J.L. Contreras, Y. Gallant, D. Hadasch, T. Hassan, M. Lopez, D. Mazin, N. Mirabal, G. Pedaletti, M. Renaud, R. de los Reyes, D.F. Torres, CTA Consortium, Prospects for observations of pulsars and pulsar wind nebulae with CTA. Astropart. Phys. 43, 287–300 (2013). doi:10.1016/j.astropartphys.2012.08.009

    Article  ADS  Google Scholar 

  • A. de Rosa, P. Ubertini, R. Campana, A. Bazzano, A.J. Dean, L. Bassani, Hard X-ray observations of PSR J1833-1034 and its associated pulsar wind nebula. Mon. Not. R. Astron. Soc. 393, 527–530 (2009). doi:10.1111/j.1365-2966.2008.14160.x

    Article  ADS  Google Scholar 

  • L. Del Zanna, E. Amato, N. Bucciantini, Axially symmetric relativistic MHD simulations of pulsar wind nebulae in supernova remnants. On the origin of torus and jet-like features. Astron. Astrophys. 421, 1063–1073 (2004). doi:10.1051/0004-6361:20035936

    Article  ADS  Google Scholar 

  • S. Della Torre, M. Gervasi, P.G. Rancoita, D. Rozza, A. Treves, Pulsar wind nebulae as a source of the observed electron and positron excess at high energy: the case of Vela-X. J. High Energy Astrophys. 8, 27–34 (2015). doi:10.1016/j.jheap.2015.08.001

    Article  ADS  Google Scholar 

  • M. Di Mauro, F. Donato, N. Fornengo, R. Lineros, A. Vittino, Interpretation of AMS-02 electrons and positrons data. J. Cosmol. Astropart. Phys. 4, 006 (2014). doi:10.1088/1475-7516/2014/04/006

    Article  Google Scholar 

  • I. Di Palma, D. Guetta, E. Amato, Revised predictions of neutrino fluxes from Pulsar Wind Nebulae. ArXiv e-prints (2016)

  • A. Djannati-Ataï, O.C. deJager, R. Terrier, Y.A. Gallant, S. Hoppe, New companions for the lonely Crab? VHE emission from young pulsar wind nebulae revealed by H.E.S.S., in ICRC, vol. 2 (2008), pp. 823–826

    Google Scholar 

  • T. Dolch, S. Chatterjee, D.P. Clemens, J.M. Cordes, L.R. Cashmen, B.W. Taylor, Recent H-alpha results on pulsar B2224+65’s bow-shock nebula, the “Guitar”. J. Astron. Space Sci. 33, 167–172 (2016). doi:10.5140/JASS.2016.33.3.167

    Article  ADS  Google Scholar 

  • G. Dubus, J.L. Contreras, S. Funk, Y. Gallant, T. Hassan, J. Hinton, Y. Inoue, J. Knödlseder, P. Martin, N. Mirabal, M. de Naurois, M. Renaud, CTA Consortium, Surveys with the Cherenkov Telescope Array. Astropart. Phys. 43, 317–330 (2013). doi:10.1016/j.astropartphys.2012.05.020

    Article  ADS  Google Scholar 

  • P. Esposito, G.L. Israel, R. Turolla, F. Mattana, A. Tiengo, A. Possenti, S. Zane, N. Rea, M. Burgay, D. Götz, S. Mereghetti, L. Stella, M.H. Wieringa, J.M. Sarkissian, T. Enoto, P. Romano, T. Sakamoto, Y.E. Nakagawa, K. Makishima, K. Nakazawa, H. Nishioka, C. François-Martin, Long-term spectral and timing properties of the soft gamma-ray repeater SGR 1833-0832 and detection of extended X-ray emission around the radio pulsar PSR B1830-08. Mon. Not. R. Astron. Soc. 416, 205–215 (2011). doi:10.1111/j.1365-2966.2011.19022.x

    ADS  Google Scholar 

  • P. Esposito, A. Tiengo, N. Rea, R. Turolla, A. Fenzi, A. Giuliani, G.L. Israel, S. Zane, S. Mereghetti, A. Possenti, M. Burgay, L. Stella, D. Götz, R. Perna, R.P. Mignani, P. Romano, X-ray and radio observations of the magnetar Swift J1834.9-0846 and its dust-scattering halo. Mon. Not. R. Astron. Soc. 429, 3123–3132 (2013). doi:10.1093/mnras/sts569

    Article  ADS  Google Scholar 

  • J. Faherty, F.M. Walter, J. Anderson, The trigonometric parallax of the neutron star Geminga. Astrophys. Space Sci. 308, 225–230 (2007). doi:10.1007/s10509-007-9368-0

    Article  ADS  Google Scholar 

  • J. Fang, L. Zhang, Multiband emission from pulsar wind nebulae: a possible injection spectrum. Astron. Astrophys. 515, 20 (2010). doi:10.1051/0004-6361/200913615

    Article  ADS  Google Scholar 

  • D.F. Figer, F. Najarro, R.P. Kudritzki, The double-lined spectrum of LBV 1806-20. Astrophys. J. Lett. 610, 109–112 (2004). doi:10.1086/423306

    Article  ADS  Google Scholar 

  • D.A. Frail, S.R. Kulkarni, J.S. Bloom, An outburst of relativistic particles from the soft \(\gamma\)-ray repeater SGR1900+14. Nature 398, 127–129 (1999). doi:10.1038/18163

    Article  ADS  Google Scholar 

  • D.A. Frail, G. Vasisht, S.R. Kulkarni, The changing structure of the radio nebula around the soft gamma-ray repeater SGR 1806-20. Astrophys. J. Lett. 480, 129–132 (1997). doi:10.1086/310635

    Article  ADS  Google Scholar 

  • D.D. Frederiks, S.V. Golenetskii, V.D. Palshin, R.L. Aptekar, V.N. Ilyinskii, F.P. Oleinik, E.P. Mazets, T.L. Cline, Giant flare in SGR 1806-20 and its Compton reflection from the Moon. Astron. Lett. 33, 1–18 (2007). doi:10.1134/S106377370701001X

    Article  ADS  Google Scholar 

  • E. Fuerst, T. Handa, K. Morita, P. Reich, W. Reich, Y. Sofue, Detection of axisymmetric filaments in the filled-center supernova remnant G21.5-0.9. Publ. Astron. Soc. Jpn. 40, 347–356 (1988)

    ADS  Google Scholar 

  • S. Funk, J.A. Hinton, O.C. de Jager, Energy dependent morphology in the PWN candidate HESS J1825-137, in ICRC, vol. 2 (2008), pp. 605–608

    Google Scholar 

  • B.M. Gaensler, P.O. Slane, The evolution and structure of pulsar wind nebulae. Annu. Rev. Astron. Astrophys. 44, 17–47 (2006). doi:10.1146/annurev.astro.44.051905.092528

    Article  ADS  Google Scholar 

  • B.M. Gaensler, B.J. Wallace, A multifrequency radio study of supernova remnant G292.0+1.8 and its pulsar wind nebula. Astrophys. J. 594, 326–339 (2003). doi:10.1086/376861

    Article  ADS  Google Scholar 

  • B.M. Gaensler, K.T.S. Brazier, R.N. Manchester, S. Johnston, A.J. Green, SNR G320.4-01.2 and PSR B1509-58: new radio observations of a complex interacting system. Mon. Not. R. Astron. Soc. 305, 724–736 (1999). doi:10.1046/j.1365-8711.1999.02500.x

    Article  ADS  Google Scholar 

  • B.M. Gaensler, J. Arons, V.M. Kaspi, M.J. Pivovaroff, N. Kawai, K. Tamura, Chandra imaging of the X-ray nebula powered by pulsar B1509-58. Astrophys. J. 569, 878–893 (2002). doi:10.1086/339354

    Article  ADS  Google Scholar 

  • B.M. Gaensler, E. van der Swaluw, F. Camilo, V.M. Kaspi, F.K. Baganoff, F. Yusef-Zadeh, R.N. Manchester, The mouse that soared: high-resolution X-ray imaging of the pulsar-powered bow shock G359.23-0.82. Astrophys. J. 616, 383–402 (2004). doi:10.1086/424906

    Article  ADS  Google Scholar 

  • B.M. Gaensler, C. Kouveliotou, J.D. Gelfand, G.B. Taylor, D. Eichler, R.A.M.J. Wijers, J. Granot, E. Ramirez-Ruiz, Y.E. Lyubarsky, R.W. Hunstead, D. Campbell-Wilson, A.J. van der Horst, M.A. McLaughlin, R.P. Fender, M.A. Garrett, K.J. Newton-McGee, D.M. Palmer, N. Gehrels, P.M. Woods, An expanding radio nebula produced by a giant flare from the magnetar SGR 1806-20. Nature 434, 1104–1106 (2005). doi:10.1038/nature03498

    Article  ADS  Google Scholar 

  • F.P. Gavriil, M.E. Gonzalez, E.V. Gotthelf, V.M. Kaspi, M.A. Livingstone, P.M. Woods, Magnetar-like emission from the young pulsar in Kes 75. Science 319, 1802 (2008). doi:10.1126/science.1153465

    Article  ADS  Google Scholar 

  • J.D. Gelfand, P.O. Slane, W. Zhang, A dynamical model for the evolution of a pulsar wind nebula inside a nonradiative supernova remnant. Astrophys. J. 703, 2051–2067 (2009). doi:10.1088/0004-637X/703/2/2051

    Article  ADS  Google Scholar 

  • J.D. Gelfand, Y.E. Lyubarsky, D. Eichler, B.M. Gaensler, G.B. Taylor, J. Granot, K.J. Newton-McGee, E. Ramirez-Ruiz, C. Kouveliotou, R.A.M.J. Wijers, A rebrightening of the radio nebula associated with the 2004 December 27 giant flare from SGR 1806-20. Astrophys. J. Lett. 634, 89–92 (2005). doi:10.1086/498643

    Article  ADS  Google Scholar 

  • E.V. Gotthelf, J.A. Tomsick, J.P. Halpern, J.D. Gelfand, F.A. Harrison, S.E. Boggs, F.E. Christensen, W.W. Craig, J.C. Hailey, V.M. Kaspi, D.K. Stern, W.W. Zhang, NuSTAR discovery of a young, energetic pulsar associated with the luminous gamma-ray source HESS J1640-465. Astrophys. J. 788, 155 (2014). doi:10.1088/0004-637X/788/2/155

    Article  ADS  Google Scholar 

  • J. Granot, E. Ramirez-Ruiz, G.B. Taylor, D. Eichler, Y.E. Lyubarsky, R.A.M.J. Wijers, B.M. Gaensler, J.D. Gelfand, C. Kouveliotou, Diagnosing the outflow from the SGR 1806-20 giant flare with radio observations. Astrophys. J. 638, 391–396 (2006). doi:10.1086/497680

    Article  ADS  Google Scholar 

  • J. Granot, R. Gill, G. Younes, J. Gelfand, A. Harding, C. Kouveliotou, M.G. Baring, Learning about the magnetar Swift J1834.9-0846 from its wind nebula. Mon. Not. R. Astron. Soc. 464, 4895–4926 (2017). doi:10.1093/mnras/stw2554

    Article  ADS  Google Scholar 

  • L. Gratton, Source models with electron diffusion. Astrophys. Space Sci. 16, 81–100 (1972). doi:10.1007/BF00643094

    Article  ADS  Google Scholar 

  • D.A. Green, A revised galactic supernova remnant catalogue. Bull. Astron. Soc. India 37, 45–61 (2009)

    ADS  Google Scholar 

  • D.A. Green, P.A.G. Scheuer, Upper limits on the infrared flux density of the ‘filled-centre’ supernova remnant 3C58. Mon. Not. R. Astron. Soc. 258, 833–840 (1992). doi:10.1093/mnras/258.4.833

    Article  ADS  Google Scholar 

  • M.-H. Grondin, S. Funk, M. Lemoine-Goumard, A. Van Etten, J.A. Hinton, F. Camilo, I. Cognard, C.M. Espinoza, P.C.C. Freire, J.E. Grove, L. Guillemot, S. Johnston, M. Kramer, J. Lande, P. Michelson, A. Possenti, R.W. Romani, J.L. Skilton, G. Theureau, P. Weltevrede, Detection of the pulsar wind nebula HESS J1825-137 with the Fermi Large Area Telescope. Astrophys. J. 738, 42 (2011). doi:10.1088/0004-637X/738/1/42

    Article  ADS  Google Scholar 

  • M.-H. Grondin, R.W. Romani, M. Lemoine-Goumard, L. Guillemot, A.K. Harding, T. Reposeur, The Vela-X pulsar wind nebula revisited with four years of Fermi Large Area Telescope observations. Astrophys. J. 774, 110 (2013). doi:10.1088/0004-637X/774/2/110

    Article  ADS  Google Scholar 

  • C.A. Hales, B.M. Gaensler, S. Chatterjee, E. van der Swaluw, F. Camilo, A proper motion for the pulsar wind nebula G359.23-0.82, the “Mouse”, associated with the energetic radio pulsar J1747-2958. Astrophys. J. 706, 1316–1322 (2009). doi:10.1088/0004-637X/706/2/1316

    Article  ADS  Google Scholar 

  • A.K. Harding, I. Contopoulos, D. Kazanas, Magnetar spin-down. Astrophys. J. Lett. 525, 125–128 (1999). doi:10.1086/312339

    Article  ADS  Google Scholar 

  • F.A. Harrison, W.W. Craig, F.E. Christensen, C.J. Hailey, W.W. Zhang, S.E. Boggs, D. Stern, W.R. Cook, K. Forster, P. Giommi, B.W. Grefenstette, Y. Kim, T. Kitaguchi, J.E. Koglin, K.K. Madsen, P.H. Mao, H. Miyasaka, K. Mori, M. Perri, M.J. Pivovaroff, S. Puccetti, V.R. Rana, N.J. Westergaard, J. Willis, A. Zoglauer, H. An, M. Bachetti, N.M. Barrière, E.C. Bellm, V. Bhalerao, N.F. Brejnholt, F. Fuerst, C.C. Liebe, C.B. Markwardt, M. Nynka, J.K. Vogel, D.J. Walton, D.R. Wik, D.M. Alexander, L.R. Cominsky, A.E. Hornschemeier, A. Hornstrup, V.M. Kaspi, G.M. Madejski, G. Matt, S. Molendi, D.M. Smith, J.A. Tomsick, M. Ajello, D.R. Ballantyne, M. Baloković, D. Barret, F.E. Bauer, R.D. Blandford, W.N. Brandt, L.W. Brenneman, J. Chiang, D. Chakrabarty, J. Chenevez, A. Comastri, F. Dufour, M. Elvis, A.C. Fabian, D. Farrah, C.L. Fryer, E.V. Gotthelf, J.E. Grindlay, D.J. Helfand, R. Krivonos, D.L. Meier, J.M. Miller, L. Natalucci, P. Ogle, E.O. Ofek, A. Ptak, S.P. Reynolds, J.R. Rigby, G. Tagliaferri, S.E. Thorsett, E. Treister, C.M. Urry, The Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) high-energy X-ray mission. Astrophys. J. 770, 103 (2013). doi:10.1088/0004-637X/770/2/103

    Article  ADS  Google Scholar 

  • D.J. Helfand, E.V. Gotthelf, J.P. Halpern, Vela pulsar and its synchrotron nebula. Astrophys. J. 556, 380–391 (2001). doi:10.1086/321533

    Article  ADS  Google Scholar 

  • H.E.S.S. Collaboration, A. Abramowski, F. Acero, F. Aharonian, A.G. Akhperjanian, G. Anton, A. Balzer, A. Barnacka, U. Barres de Almeida, Y. Becherini, J. Becker, B. Behera, K. Bernlöhr, A. Bochow, C. Boisson, J. Bolmont, P. Bordas, J. Brucker, F. Brun, P. Brun, T. Bulik, I. Büsching, S. Carrigan, S. Casanova, M. Cerruti, P.M. Chadwick, A. Charbonnier, R.C.G. Chaves, A. Cheesebrough, L.-M. Chounet, A.C. Clapson, G. Coignet, G. Cologna, J. Conrad, M. Dalton, M.K. Daniel, I.D. Davids, B. Degrange, C. Deil, H.J. Dickinson, A. Djannati-Ataï, W. Domainko, L. O’C. Drury, F. Dubois, G. Dubus, K. Dutson, J. Dyks, M. Dyrda, K. Egberts, P. Eger, P. Espigat, L. Fallon, C. Farnier, S. Fegan, F. Feinstein, M.V. Fernandes, A. Fiasson, G. Fontaine, A. Förster, M. Füssling, Y.A. Gallant, H. Gast, L. Gérard, D. Gerbig, B. Giebels, J.F. Glicenstein, B. Glück, P. Goret, D. Göring, S. Häffner, J.D. Hague, D. Hampf, M. Hauser, S. Heinz, G. Heinzelmann, G. Henri, G. Hermann, J.A. Hinton, A. Hoffmann, W. Hofmann, P. Hofverberg, M. Holler, D. Horns, A. Jacholkowska, O.C. de Jager, C. Jahn, M. Jamrozy, I. Jung, M.A. Kastendieck, K. Katarzynski, U. Katz, S. Kaufmann, D. Keogh, D. Khangulyan, B. Khélifi, D. Klochkov, W. Kluzniak, T. Kneiske, N. Komin, K. Kosack, R. Kossakowski, H. Laffon, G. Lamanna, D. Lennarz, T. Lohse, A. Lopatin, C.-C. Lu, V. Marandon, A. Marcowith, J. Masbou, D. Maurin, N. Maxted, M. Mayer, T.J.L. McComb, M.C. Medina, J. Méhault, R. Moderski, E. Moulin, C.L. Naumann, M. Naumann-Godo, M. de Naurois, D. Nedbal, D. Nekrassov, N. Nguyen, B. Nicholas, J. Niemiec, S.J. Nolan, S. Ohm, E. de Ona Wilhelmi, B. Opitz, M. Ostrowski, I. Oya, M. Panter, M. Paz Arribas, G. Pedaletti, G. Pelletier, P.-O. Petrucci, S. Pita, G. Pühlhofer, M. Punch, A. Quirrenbach, M. Raue, S.M. Rayner, A. Reimer, O. Reimer, M. Renaud, R. de Los Reyes, F. Rieger, J. Ripken, L. Rob, S. Rosier-Lees, G. Rowell, B. Rudak, C.B. Rulten, J. Ruppel, V. Sahakian, D. Sanchez, A. Santangelo, R. Schlickeiser, F.M. Schöck, A. Schulz, U. Schwanke, S. Schwarzburg, S. Schwemmer, M. Sikora, J.L. Skilton, H. Sol, G. Spengler, L. Stawarz, R. Steenkamp, C. Stegmann, F. Stinzing, K. Stycz, I. Sushch, A. Szostek, J.-P. Tavernet, R. Terrier, M. Tluczykont, K. Valerius, C. van Eldik, G. Vasileiadis, C. Venter, J.P. Vialle, A. Viana, P. Vincent, H.J. Völk, F. Volpe, S. Vorobiov, M. Vorster, S.J. Wagner, M. Ward, R. White, A. Wierzcholska, M. Zacharias, A. Zajczyk, A.A. Zdziarski, A. Zech, H.-S. Zechlin, Discovery of the source HESS J1356-645 associated with the young and energetic PSR J1357-6429. Astron. Astrophys. 533, 103 (2011). doi:10.1051/0004-6361/201117445

    Article  Google Scholar 

  • H.E.S.S. Collaboration, A. Abramowski, F. Aharonian, F. Ait Benkhali, A.G. Akhperjanian, E. Angüner, G. Anton, S. Balenderan, A. Balzer, A. Barnacka, et al., HESS J1818-154, a new composite supernova remnant discovered in TeV gamma rays and X-rays. Astron. Astrophys. 562, 40 (2014). doi:10.1051/0004-6361/201322914

    Article  Google Scholar 

  • J.A. Hinton, S. Funk, R.D. Parsons, S. Ohm, Escape from Vela X. Astrophys. J. Lett. 743, 7 (2011). doi:10.1088/2041-8205/743/1/L7

    Article  ADS  Google Scholar 

  • D. Hooper, P. Blasi, P. Dario Serpico, Pulsars as the sources of high energy cosmic ray positrons. J. Cosmol. Astropart. Phys. 1, 025 (2009). doi:10.1088/1475-7516/2009/01/025

    Article  ADS  Google Scholar 

  • C.Y. Hui, W. Becker, X-ray emission properties of the old pulsar PSR B2224+65. Astron. Astrophys. 467, 1209–1214 (2007). doi:10.1051/0004-6361:20066562

    Article  ADS  Google Scholar 

  • G.L. Israel, P. Esposito, N. Rea, F. Coti Zelati, A. Tiengo, S. Campana, S. Mereghetti, G.A. Rodriguez Castillo, D. Götz, M. Burgay, A. Possenti, S. Zane, R. Turolla, R. Perna, G. Cannizzaro, J. Pons, The discovery, monitoring and environment of SGR J1935+2154. Mon. Not. R. Astron. Soc. 457, 3448–3456 (2016). doi:10.1093/mnras/stw008

    Article  ADS  Google Scholar 

  • S.P. Johnson, Q.D. Wang, The pulsar B2224+65 and its jets: a two epoch X-ray analysis. Mon. Not. R. Astron. Soc. 408, 1216–1224 (2010). doi:10.1111/j.1365-2966.2010.17200.x

    Article  ADS  Google Scholar 

  • P. Kaaret, H.L. Marshall, T.L. Aldcroft, D.E. Graessle, M. Karovska, S.S. Murray, A.H. Rots, N.S. Schulz, F.D. Seward, Chandra observations of the young pulsar PSR B0540-69. Astrophys. J. 546, 1159–1167 (2001). doi:10.1086/318287

    Article  ADS  Google Scholar 

  • D.L. Kaplan, D.W. Fox, S.R. Kulkarni, E.V. Gotthelf, G. Vasisht, D.A. Frail, Precise Chandra localization of the soft gamma-ray repeater SGR 1806-20. Astrophys. J. 564, 935–940 (2002). doi:10.1086/324339

    Article  ADS  Google Scholar 

  • N.S. Kardashev, Nonstationarity of spectra of young sources of nonthermal radio emission. Sov. Astron. 6, 317 (1962)

    ADS  Google Scholar 

  • O. Kargaltsev, G.G. Pavlov, Pulsar wind nebulae in the Chandra era, in 40 Years of Pulsars: Millisecond Pulsars, Magnetars and More, ed. by C. Bassa, Z. Wang, A. Cumming, V.M. Kaspi, American Institute of Physics Conference Series, vol. 983 (2008), pp. 171–185. doi:10.1063/1.2900138

    Google Scholar 

  • O. Kargaltsev, B. Rangelov, G.G. Pavlov, Gamma-ray and X-ray Properties of Pulsar Wind Nebulae and Unidentified Galactic TeV Sources. ArXiv e-prints (2013)

  • O. Kargaltsev, Z. Misanovic, G.G. Pavlov, J.A. Wong, G.P. Garmire, X-ray observations of parsec-scale tails behind two middle-aged pulsars. Astrophys. J. 684, 542–557 (2008). doi:10.1086/589145

    Article  ADS  Google Scholar 

  • O. Kargaltsev, C. Kouveliotou, G.G. Pavlov, E. Göǧüş, L. Lin, S. Wachter, R.L. Griffith, Y. Kaneko, G. Younes, X-ray observations of the new unusual magnetar Swift J1834.9-0846. Astrophys. J. 748, 26 (2012). doi:10.1088/0004-637X/748/1/26

    Article  ADS  Google Scholar 

  • C.F. Kennel, F.V. Coroniti, Confinement of the Crab pulsar’s wind by its supernova remnant. Astrophys. J. 283, 694–709 (1984a). doi:10.1086/162356

    Article  ADS  Google Scholar 

  • C.F. Kennel, F.V. Coroniti, Magnetohydrodynamic model of Crab Nebula radiation. Astrophys. J. 283, 710–730 (1984b). doi:10.1086/162357

    Article  ADS  Google Scholar 

  • H.L. Kestenbaum, W. Ku, R. Novick, R.S. Wolff, Measurement of the spatial structure of the X-ray source in the Crab Nebula. II. Observation of the 1974 December 28 lunar occultation. Astrophys. J. Lett. 202, 21 (1975). doi:10.1086/181971

    Article  ADS  Google Scholar 

  • J.G. Kirk, Y. Lyubarsky, J. Petri, The theory of pulsar winds and nebulae, in Astrophys. Space Sci. Library, ed. by W. Becker. Astrophys. Space Sci. Library, vol. 357 (2009), p. 421. doi:10.1007/978-3-540-76965-1_16

    Google Scholar 

  • S. Klepser, S. Carrigan, E. de Oña Wilhelmi, C. Deil, A. Förster, V. Marandon, M. Mayer, K. Stycz, K. Valerius for the H. E. S. S. collaboration, A Population of Teraelectronvolt Pulsar Wind Nebulae in the H.E.S.S. Galactic Plane Survey. ArXiv e-prints (2013)

  • N. Klingler, O. Kargaltsev, B. Rangelov, G.G. Pavlov, B. Posselt, C.-Y. Ng, Chandra observations of outflows from PSR J1509-5850. Astrophys. J. 828, 70 (2016a). doi:10.3847/0004-637X/828/2/70

    Article  ADS  Google Scholar 

  • N. Klingler, B. Rangelov, O. Kargaltsev, G.G. Pavlov, R.W. Romani, B. Posselt, P. Slane, T. Temim, C.-Y. Ng, N. Bucciantini, A. Bykov, D.A. Swartz, R. Buehler, Deep Chandra observations of the pulsar wind nebula created by PSR B0355+54. Astrophys. J. 833, 253 (2016b). doi:10.3847/1538-4357/833/2/253

    Article  ADS  Google Scholar 

  • S.S. Komissarov, Y.E. Lyubarsky, Synchrotron nebulae created by anisotropic magnetized pulsar winds. Mon. Not. R. Astron. Soc. 349, 779–792 (2004). doi:10.1111/j.1365-2966.2004.07597.x

    Article  ADS  Google Scholar 

  • B.-C. Koo, C.F. McKee, K.-W. Suh, D.-S. Moon, T. Onaka, M.G. Burton, M. Hiramatsu, M.S. Bessell, B.M. Gaensler, H.-J. Kim, J.-J. Lee, W.-S. Jeong, H.-G. Lee, M. Im, K. Tatematsu, K. Kohno, R. Kawabe, H. Ezawa, G. Wilson, M.S. Yun, D.H. Hughes, IRAS 15099-5856: remarkable mid-infrared source with prominent crystalline silicate emission embedded in the supernova remnant MSH15-52. Astrophys. J. 732, 6 (2011). doi:10.1088/0004-637X/732/1/6

    Article  ADS  Google Scholar 

  • R. Kothes, T.L. Landecker, W. Reich, S. Safi-Harb, Z. Arzoumanian, DA 495: an aging pulsar wind nebula. Astrophys. J. 687, 516–531 (2008). doi:10.1086/591653

    Article  ADS  Google Scholar 

  • R. Kothes, X.H. Sun, W. Reich, T.J. Foster, G141.2+5.0, a new pulsar wind nebula discovered in the Cygnus Arm of the Milky Way. Astrophys. J. Lett. 784, 26 (2014). doi:10.1088/2041-8205/784/2/L26

    Article  ADS  Google Scholar 

  • C. Kouveliotou, A. Tennant, P.M. Woods, M.C. Weisskopf, K. Hurley, R.P. Fender, S.T. Garrington, S.K. Patel, E. Göğüş, Multiwavelength observations of the soft gamma repeater SGR 1900+14 during its 2001 April activation. Astrophys. J. Lett. 558, 47–50 (2001). doi:10.1086/323496

    Article  ADS  Google Scholar 

  • W. Ku, H.L. Kestenbaum, R. Novick, R.S. Wolff, Energy dependence of the size of the X-ray source in the Crab Nebula. Astrophys. J. Lett. 204, 77–81 (1976). doi:10.1086/182058

    Article  ADS  Google Scholar 

  • S.M. LaMassa, P.O. Slane, O.C. de Jager, Probing the nature of the Vela X cocoon. Astrophys. J. Lett. 689, 121 (2008). doi:10.1086/595958

    Article  ADS  Google Scholar 

  • T.L. Landecker, L.A. Higgs, H.J. Wendker, G76.9+1.0, a supernova remnant and unusual properties. Astron. Astrophys. 276, 522 (1993)

    ADS  Google Scholar 

  • C.C. Lang, Q.D. Wang, F. Lu, K.I. Clubb, The radio properties and magnetic field configuration in the Crab-like pulsar wind nebula G54.1+0.3. Astrophys. J. 709, 1125–1137 (2010). doi:10.1088/0004-637X/709/2/1125

    Article  ADS  Google Scholar 

  • M. Lemoine-Goumard, V.E. Zavlin, M.-H. Grondin, R. Shannon, D.A. Smith, M. Burgay, F. Camilo, J. Cohen-Tanugi, P.C.C. Freire, J.E. Grove, L. Guillemot, S. Johnston, M. Keith, M. Kramer, R.N. Manchester, P.F. Michelson, D. Parent, A. Possenti, P.S. Ray, M. Renaud, S.E. Thorsett, P. Weltevrede, M.T. Wolff, Discovery of gamma- and X-ray pulsations from the young and energetic PSR J1357-6429 with Fermi and XMM-Newton. Astron. Astrophys. 533, 102 (2011). doi:10.1051/0004-6361/201117413

    Article  Google Scholar 

  • F.J. Lu, Q.D. Wang, B. Aschenbach, P. Durouchoux, L.M. Song, batitleChandra Observation of Supernova Remnant G54.1+0.3: A Close Cousin of the Crab Nebula. Astrophys. J. Lett. 568, 49–52 (2002). doi:10.1086/340137

    Article  ADS  Google Scholar 

  • M. Lyutikov, Mass-loading of pulsar winds. Mon. Not. R. Astron. Soc. 339, 623–632 (2003). doi:10.1046/j.1365-8711.2003.06141.x

    Article  ADS  Google Scholar 

  • K.K. Madsen, S. Reynolds, F. Harrison, H. An, S. Boggs, F.E. Christensen, W.W. Craig, C.L. Fryer, B.W. Grefenstette, C.J. Hailey, C. Markwardt, M. Nynka, D. Stern, A. Zoglauer, W. Zhang, Broadband X-ray imaging and spectroscopy of the Crab Nebula and pulsar with NuSTAR. Astrophys. J. 801, 66 (2015). doi:10.1088/0004-637X/801/1/66

    Article  ADS  Google Scholar 

  • R.N. Manchester, L. Staveley-Smith, M.J. Kesteven, The radio structure of supernova remnant 0540-693. Astrophys. J. 411, 756–760 (1993). doi:10.1086/172877

    Article  ADS  Google Scholar 

  • M. Marelli, A. de Luca, D. Salvetti, N. Sartore, A. Sartori, P. Caraveo, F. Pizzolato, P.M. Saz Parkinson, A. Belfiore, PSR J0357+3205: the tail of the turtle. Astrophys. J. 765, 36 (2013). doi:10.1088/0004-637X/765/1/36

    Article  ADS  Google Scholar 

  • J. Martín, D.F. Torres, N. Rea, Time-dependent modelling of pulsar wind nebulae: study on the impact of the diffusion-loss approximations. Mon. Not. R. Astron. Soc. 427, 415–427 (2012). doi:10.1111/j.1365-2966.2012.22014.x

    Article  ADS  Google Scholar 

  • H. Matheson, S. Safi-Harb, The plerionic supernova remnant G21.5-0.9: in and out. Adv. Space Res. 35, 1099–1105 (2005). doi:10.1016/j.asr.2005.04.050

    Article  ADS  Google Scholar 

  • H. Matheson, S. Safi-Harb, The plerionic supernova remnant G21.5-0.9 powered by PSR J1833-1034: new spectroscopic and imaging results revealed with the Chandra X-ray observatory. Astrophys. J. 724, 572–587 (2010). doi:10.1088/0004-637X/724/1/572

    Article  ADS  Google Scholar 

  • F. Mattana, D. Götz, R. Terrier, L. Bouchet, G. Ponti, M. Falanga, M. Renaud, I. Caballero, S. Soldi, J.A. Zurita Heras, S. Schanne, Extended hard X-ray emission from the Vela pulsar wind nebula. Astrophys. J. Lett. 743, 18 (2011). doi:10.1088/2041-8205/743/1/L18

    Article  ADS  Google Scholar 

  • K.E. McGowan, W.T. Vestrand, J.A. Kennea, S. Zane, M. Cropper, F.A. Córdova, Probing the pulsar wind nebula of PSR B0355+54. Astrophys. J. 647, 1300–1308 (2006). doi:10.1086/505522

    Article  ADS  Google Scholar 

  • S. Mereghetti, J.A. Pons, A. Melatos, Magnetars: properties, origin and evolution. Space Sci. Rev. 191, 315–338 (2015). doi:10.1007/s11214-015-0146-y

    Article  ADS  Google Scholar 

  • S. Mereghetti, D. Götz, A. von Kienlin, A. Rau, G. Lichti, G. Weidenspointner, P. Jean, The first giant flare from SGR 1806-20: observations using the anticoincidence shield of the spectrometer on INTEGRAL. Astrophys. J. Lett. 624, 105–108 (2005). doi:10.1086/430669

    Article  ADS  Google Scholar 

  • R.P. Mignani, G.G. Pavlov, O. Kargaltsev, Optical-ultraviolet spectrum and proper motion of the middle-aged pulsar B1055-52. Astrophys. J. 720, 1635–1643 (2010). doi:10.1088/0004-637X/720/2/1635

    Article  ADS  Google Scholar 

  • K. Mori, D.N. Burrows, J.J. Hester, G.G. Pavlov, S. Shibata, H. Tsunemi, Spatial variation of the X-ray spectrum of the Crab Nebula. Astrophys. J. 609, 186–193 (2004). doi:10.1086/421011

    Article  ADS  Google Scholar 

  • G. Morlino, M. Lyutikov, M. Vorster, Mass loading of bow shock pulsar wind nebulae. Mon. Not. R. Astron. Soc. 454, 3886–3901 (2015). doi:10.1093/mnras/stv2189

    Article  ADS  Google Scholar 

  • E. Nakar, T. Piran, R. Sari, Pure and loaded fireballs in soft gamma-ray repeater giant flares. Astrophys. J. 635, 516–521 (2005). doi:10.1086/497296

    Article  ADS  Google Scholar 

  • C.-Y. Ng, B.M. Gaensler, S. Chatterjee, S. Johnston, Radio polarization observations of G319.9-0.7: a bow-shock nebula with an azimuthal magnetic field powered by pulsar J1509-5850. Astrophys. J. 712, 596–603 (2010). doi:10.1088/0004-637X/712/1/596

    Article  ADS  Google Scholar 

  • M. Nynka, C.J. Hailey, S.P. Reynolds, H. An, F.K. Baganoff, S.E. Boggs, F.E. Christensen, W.W. Craig, E.V. Gotthelf, B.W. Grefenstette, F.A. Harrison, R. Krivonos, K.K. Madsen, K. Mori, K. Perez, D. Stern, D.R. Wik, W.W. Zhang, A. Zoglauer, NuSTAR study of hard X-ray morphology and spectroscopy of PWN G21.5-0.9. Astrophys. J. 789, 72 (2014). doi:10.1088/0004-637X/789/1/72

    Article  ADS  Google Scholar 

  • S.A. Olausen, V.M. Kaspi, The McGill magnetar catalog. Astrophys. J. Suppl. Ser. 212, 6 (2014). doi:10.1088/0067-0049/212/1/6

    Article  ADS  Google Scholar 

  • F. Pacini, M. Salvati, On the evolution of supernova remnants. Evolution of the magnetic field, particles, content, and luminosity. Astrophys. J. 186, 249–266 (1973). doi:10.1086/152495

    Article  ADS  Google Scholar 

  • S. Park, J.P. Hughes, P.O. Slane, D.N. Burrows, B.M. Gaensler, P. Ghavamian, A half-megasecond Chandra observation of the oxygen-rich supernova remnant G292.0+1.8. Astrophys. J. Lett. 670, 121–124 (2007). doi:10.1086/524406

    Article  ADS  Google Scholar 

  • L. Pavan, G. Pühlhofer, P. Bordas, M. Audard, M. Balbo, E. Bozzo, D. Eckert, C. Ferrigno, M.D. Filipović, M. Verdugo, R. Walter, Closer view of the IGR J11014-6103 outflows. Astron. Astrophys. 591, 91 (2016). doi:10.1051/0004-6361/201527703

    Article  ADS  Google Scholar 

  • G.G. Pavlov, S. Bhattacharyya, V.E. Zavlin, New X-ray observations of the Geminga pulsar wind nebula. Astrophys. J. 715, 66–77 (2010). doi:10.1088/0004-637X/715/1/66

    Article  ADS  Google Scholar 

  • G.G. Pavlov, O. Kargaltsev, W.F. Brisken, Chandra observation of PSR B1823-13 and its pulsar wind nebula. Astrophys. J. 675, 683–694 (2008). doi:10.1086/525842

    Article  ADS  Google Scholar 

  • G.G. Pavlov, D. Sanwal, V.E. Zavlin, The pulsar wind nebula of the Geminga pulsar. Astrophys. J. 643, 1146–1150 (2006). doi:10.1086/503250

    Article  ADS  Google Scholar 

  • G.G. Pavlov, M.A. Teter, O. Kargaltsev, D. Sanwal, The variable jet of the Vela pulsar. Astrophys. J. 591, 1157–1171 (2003). doi:10.1086/375531

    Article  ADS  Google Scholar 

  • Planck Collaboration, M. Arnaud, M. Ashdown, F. Atrio-Barandela, J. Aumont, C. Baccigalupi, A.J. Banday, R.B. Barreiro, E. Battaner, K. Benabed, A. Benoit-Lévy, J.-P. Bernard, M. Bersanelli, P. Bielewicz, J. Bobin, J.R. Bond, J. Borrill, F.R. Bouchet, C.L. Brogan, C. Burigana, J.-F. Cardoso, A. Catalano, A. Chamballu, H.C. Chiang, P.R. Christensen, S. Colombi, L.P.L. Colombo, B.P. Crill, A. Curto, F. Cuttaia, R.D. Davies, R.J. Davis, P. de Bernardis, A. de Rosa, G. de Zotti, J. Delabrouille, F.-X. Désert, C. Dickinson, J.M. Diego, S. Donzelli, O. Doré, X. Dupac, T.A. Enßlin, H.K. Eriksen, F. Finelli, O. Forni, M. Frailis, A.A. Fraisse, E. Franceschi, S. Galeotta, K. Ganga, M. Giard, Y. Giraud-Héraud, J. González-Nuevo, K.M. Górski, A. Gregorio, A. Gruppuso, F.K. Hansen, D.L. Harrison, C. Hernández-Monteagudo, D. Herranz, S.R. Hildebrandt, M. Hobson, W.A. Holmes, K.M. Huffenberger, A.H. Jaffe, T.R. Jaffe, E. Keihänen, R. Keskitalo, T.S. Kisner, R. Kneissl, J. Knoche, M. Kunz, H. Kurki-Suonio, A. Lähteenmäki, J.-M. Lamarre, A. Lasenby, C.R. Lawrence, R. Leonardi, M. Liguori, P.B. Lilje, M. Linden-Vørnle, M. López-Caniego, P.M. Lubin, D. Maino, M. Maris, D.J. Marshall, P.G. Martin, E. Martínez-González, S. Masi, S. Matarrese, P. Mazzotta, A. Melchiorri, L. Mendes, A. Mennella, M. Migliaccio, M.-A. Miville-Deschênes, A. Moneti, L. Montier, G. Morgante, D. Mortlock, D. Munshi, J.A. Murphy, P. Naselsky, F. Nati, F. Noviello, D. Novikov, I. Novikov, N. Oppermann, C.A. Oxborrow, L. Pagano, F. Pajot, R. Paladini, F. Pasian, M. Peel, O. Perdereau, F. Perrotta, F. Piacentini, M. Piat, D. Pietrobon, S. Plaszczynski, E. Pointecouteau, G. Polenta, L. Popa, G.W. Pratt, J.-L. Puget, J.P. Rachen, W.T. Reach, W. Reich, M. Reinecke, M. Remazeilles, C. Renault, J. Rho, S. Ricciardi, T. Riller, I. Ristorcelli, G. Rocha, C. Rosset, G. Roudier, B. Rusholme, M. Sandri, G. Savini, D. Scott, V. Stolyarov, D. Sutton, A.-S. Suur-Uski, J.-F. Sygnet, J.A. Tauber, L. Terenzi, L. Toffolatti, M. Tomasi, M. Tristram, M. Tucci, G. Umana, L. Valenziano, J. Valiviita, B. Van Tent, P. Vielva, F. Villa, L.A. Wade, D. Yvon, A. Zacchei, A. Zonca, Planck intermediate results. XXXI. Microwave survey of Galactic supernova remnants. Astron. Astrophys. 586, 134 (2016). doi:10.1051/0004-6361/201425022

    Article  Google Scholar 

  • T.A. Porter, A.W. Strong, A new estimate of the Galactic interstellar radiation field between 0.1 μm and 1000 μm, in ICRC, vol. 4 (2005), p. 77

    Google Scholar 

  • B. Posselt, G. Spence, G.G. Pavlov, A Chandra search for a pulsar wind nebula around PSR B1055-52. Astrophys. J. 811, 96 (2015). doi:10.1088/0004-637X/811/2/96

    Article  ADS  Google Scholar 

  • B. Posselt, G.G. Pavlov, P.O. Slane, R. Romani, N. Bucciantini, A.M. Bykov, O. Kargaltsev, M.C. Weisskopf, C.-Y. Ng, Geminga’s puzzling pulsar wind nebula. ArXiv e-prints (2016)

  • S.P. Reynolds, Magnetohydrodynamic Models for the Structure of Pulsar-Wind Nebulae. ArXiv Astrophysics e-prints (2003)

  • S.P. Reynolds, Synchrotron-loss spectral breaks in pulsar-wind nebulae and extragalactic jets. Astrophys. J. 703, 662–670 (2009). doi:10.1088/0004-637X/703/1/662

    Article  ADS  Google Scholar 

  • S.P. Reynolds, H.D. Aller, Radio observations of the Crab-like supernova remnant 3C 58. I—Total intensity observations. Astrophys. J. 327, 845–852 (1988). doi:10.1086/166242

    Article  ADS  Google Scholar 

  • S.P. Reynolds, K.J. Borkowski, A compact X-ray source in the radio pulsar-wind nebula G141.2+5.0. Astrophys. J. Lett. 816, 27 (2016). doi:10.3847/2041-8205/816/2/L27

    Article  ADS  Google Scholar 

  • S.P. Reynolds, R.A. Chevalier, Evolution of pulsar-driven supernova remnants. Astrophys. J. 278, 630–648 (1984). doi:10.1086/161831

    Article  ADS  Google Scholar 

  • S.P. Reynolds, F.C. Jones, A Green’s function solution for the spherical diffusion equation in the presence of energy losses, and its applications to Crablike supernova remnants, in International Cosmic Ray Conference, vol. 2 (1991), p. 400

    Google Scholar 

  • M.S.E. Roberts, C.R. Tam, V.M. Kaspi, M. Lyutikov, G. Vasisht, M. Pivovaroff, E.V. Gotthelf, N. Kawai, The pulsar wind nebula in G11.2-0.3. Astrophys. J. 588, 992–1002 (2003). doi:10.1086/374266

    Article  ADS  Google Scholar 

  • R.W. Romani, M.S. Shaw, F. Camilo, G. Cotter, G.R. Sivakoff, The Balmer-dominated bow shock and wind nebula structure of \(\gamma\)-ray pulsar PSR J1741-2054. Astrophys. J. 724, 908–914 (2010). doi:10.1088/0004-637X/724/2/908

    Article  ADS  Google Scholar 

  • M.M. Romanova, G.A. Chulsky, R.V.E. Lovelace, Winds, B-fields, and magnetotails of pulsars. Astrophys. J. 630, 1020–1028 (2005). doi:10.1086/431727

    Article  ADS  Google Scholar 

  • C.J. Salter, S.P. Reynolds, D.E. Hogg, J.M. Payne, P.J. Rhodes, 84 gigahertz observations of five Crab-like supernova remnants. Astrophys. J. 338, 171–177 (1989). doi:10.1086/167191

    Article  ADS  Google Scholar 

  • N.I. Serafimovich, Y.A. Shibanov, P. Lundqvist, J. Sollerman, The young pulsar PSR B0540-69.3 and its synchrotron nebula in the optical and X-rays. Astron. Astrophys. 425, 1041–1060 (2004). doi:10.1051/0004-6361:20040499

    Article  ADS  Google Scholar 

  • F.D. Seward, F.R. Harnden Jr., A new, fast X-ray pulsar in the supernova remnant MSH 15-52. Astrophys. J. Lett. 256, 45–47 (1982). doi:10.1086/183793

    Article  ADS  Google Scholar 

  • P. Slane, Y. Chen, N.S. Schulz, F.D. Seward, J.P. Hughes, B.M. Gaensler, Chandra observations of the Crab-like supernova remnant G21.5-0.9. Astrophys. J. Lett. 533, 29–32 (2000). doi:10.1086/312589

    Article  ADS  Google Scholar 

  • P. Slane, D.J. Helfand, E. van der Swaluw, S.S. Murray, New constraints on the structure and evolution of the pulsar wind nebula 3C 58. Astrophys. J. 616, 403–413 (2004). doi:10.1086/424814

    Article  ADS  Google Scholar 

  • P. Slane, D.J. Helfand, S.P. Reynolds, B.M. Gaensler, A. Lemiere, Z. Wang, The infrared detection of the pulsar wind nebula in the galactic supernova remnant 3C 58. Astrophys. J. Lett. 676, 33 (2008). doi:10.1086/587031

    Article  ADS  Google Scholar 

  • S.J. Tanaka, F. Takahara, A model of the spectral evolution of pulsar wind nebulae. Astrophys. J. 715, 1248–1257 (2010). doi:10.1088/0004-637X/715/2/1248

    Article  ADS  Google Scholar 

  • S.J. Tanaka, F. Takahara, Study of four young TeV pulsar wind nebulae with a spectral evolution model. Astrophys. J. 741, 40 (2011). doi:10.1088/0004-637X/741/1/40

    Article  ADS  Google Scholar 

  • X. Tang, R.A. Chevalier, Particle transport in young pulsar wind nebulae. Astrophys. J. 752, 83 (2012). doi:10.1088/0004-637X/752/2/83

    Article  ADS  Google Scholar 

  • T. Temim, R.D. Gehrz, C.E. Woodward, T.L. Roellig, N. Smith, L. Rudnick, E.F. Polomski, K. Davidson, L. Yuen, T. Onaka, Spitzer space telescope infrared imaging and spectroscopy of the Crab Nebula. Astron. J. 132, 1610–1623 (2006). doi:10.1086/507076

    Article  ADS  Google Scholar 

  • T. Temim, P. Slane, S.P. Reynolds, J.C. Raymond, K.J. Borkowski, Deep Chandra observations of the Crab-like pulsar wind nebula G54.1+0.3 and Spitzer spectroscopy of the associated infrared shell. Astrophys. J. 710, 309–324 (2010). doi:10.1088/0004-637X/710/1/309

    Article  ADS  Google Scholar 

  • T. Temim, P. Slane, C. Kolb, J. Blondin, J.P. Hughes, N. Bucciantini, Late-time evolution of composite supernova remnants: deep Chandra observations and hydrodynamical modeling of a crushed pulsar wind nebula in SNR G327.1-1.1. Astrophys. J. 808, 100 (2015). doi:10.1088/0004-637X/808/1/100

    Article  ADS  Google Scholar 

  • C. Thompson, R.C. Duncan, The soft gamma repeaters as very strongly magnetized neutron stars. II. Quiescent neutrino, X-ray, and Alfven wave emission. Astrophys. J. 473, 322–342 (1996). doi:10.1086/178147

    Article  ADS  Google Scholar 

  • W.W. Tian, Z. Li, D.A. Leahy, Q.D. Wang, VLA and XMM-Newton observations of the SNR W41/TeV gamma-ray source HESS J1834-087. Astrophys. J. Lett. 657, 25–28 (2007). doi:10.1086/512544

    Article  ADS  Google Scholar 

  • A. Tiengo, G. Vianello, P. Esposito, S. Mereghetti, A. Giuliani, E. Costantini, G.L. Israel, L. Stella, R. Turolla, S. Zane, N. Rea, D. Götz, F. Bernardini, A. Moretti, P. Romano, M. Ehle, N. Gehrels, The dust-scattering X-ray rings of the anomalous X-ray pulsar 1E 1547.0-5408. Astrophys. J. 710, 227–235 (2010a). doi:10.1088/0004-637X/710/1/227

    Article  ADS  Google Scholar 

  • A. Tiengo, G. Vianello, P. Esposito, S. Mereghetti, The spectacular X-ray echo of a magnetar burst, in X-ray Astronomy 2009; Present Status, Multi-Wavelength Approach and Future Perspectives, vol. 1248 (2010b), pp. 81–84. doi:10.1063/1.3475361

    Google Scholar 

  • H. Tong, On the possible wind nebula of magnetar Swift J1834.9-0846: a magnetism-powered synchrotron nebula. Res. Astron. Astrophys. 16, 143 (2016). doi:10.1088/1674-4527/16/9/143

    ADS  Google Scholar 

  • D.F. Torres, A rotationally-powered magnetar nebula around Swift J1834.9-0846. ArXiv e-prints (2016)

  • D.F. Torres, A. Cillis, J. Martín, E. de Oña Wilhelmi, Time-dependent modeling of TeV-detected, young pulsar wind nebulae. J. High Energy Astrophys. 1, 31–62 (2014). doi:10.1016/j.jheap.2014.02.001

    Article  ADS  Google Scholar 

  • E. van der Swaluw, T.P. Downes, R. Keegan, An evolutionary model for pulsar-driven supernova remnants. A hydrodynamical model. Astron. Astrophys. 420, 937–944 (2004). doi:10.1051/0004-6361:20035700

    Article  ADS  Google Scholar 

  • E. van der Swaluw, A. Achterberg, Y.A. Gallant, G. Tóth, Pulsar wind nebulae in supernova remnants. Spherically symmetric hydrodynamical simulations. Astron. Astrophys. 380, 309–317 (2001). doi:10.1051/0004-6361:20011437

    Article  ADS  Google Scholar 

  • A. Van Etten, R.W. Romani, Multi-zone modeling of the pulsar wind nebula HESS J1825-137. Astrophys. J. 742, 62 (2011). doi:10.1088/0004-637X/742/2/62

    Article  ADS  Google Scholar 

  • D. Viganò, N. Rea, P. Esposito, S. Mereghetti, G.L. Israel, A. Tiengo, R. Turolla, S. Zane, L. Stella, Searching for small-scale diffuse emission around SGR 1806-20. J. High Energy Astrophys. 3, 41–46 (2014). doi:10.1016/j.jheap.2014.10.001

    Article  ADS  Google Scholar 

  • M. Vigelius, A. Melatos, S. Chatterjee, B.M. Gaensler, P. Ghavamian, Three-dimensional hydrodynamic simulations of asymmetric pulsar wind bow shocks. Mon. Not. R. Astron. Soc. 374, 793–808 (2007). doi:10.1111/j.1365-2966.2006.11193.x

    Article  ADS  Google Scholar 

  • M.J. Vorster, O. Tibolla, S.E.S. Ferreira, S. Kaufmann, Time-dependent modeling of pulsar wind nebulae. Astrophys. J. 773, 139 (2013). doi:10.1088/0004-637X/773/2/139

    Article  ADS  Google Scholar 

  • K.W. Weiler, N. Panagia, Are Crab-type supernova remnants (plerions) short-lived? Astron. Astrophys. 70, 419 (1978)

    ADS  Google Scholar 

  • M.C. Weisskopf, J.J. Hester, A.F. Tennant, R.F. Elsner, N.S. Schulz, H.L. Marshall, M. Karovska, J.S. Nichols, D.A. Swartz, J.J. Kolodziejczak, S.L. O’Dell, Discovery of spatial and spectral structure in the X-ray emission from the Crab Nebula. Astrophys. J. Lett. 536, 81–84 (2000). doi:10.1086/312733

    Article  ADS  Google Scholar 

  • F.P. Wilkin, Modeling nonaxisymmetric bow shocks: solution method and exact analytic solutions. Astrophys. J. 532, 400–414 (2000). doi:10.1086/308576

    Article  ADS  Google Scholar 

  • B.J. Williams, K.J. Borkowski, S.P. Reynolds, J.C. Raymond, K.S. Long, J. Morse, W.P. Blair, P. Ghavamian, R. Sankrit, S.P. Hendrick, R.C. Smith, S. Points, P.F. Winkler, Ejecta, dust, and synchrotron radiation in SNR B0540-69.3: a more Crab-like remnant than the Crab. Astrophys. J. 687, 1054–1069 (2008). doi:10.1086/592139

    Article  ADS  Google Scholar 

  • D.S. Wong, J.M. Cordes, S. Chatterjee, E.G. Zweibel, J.P. Finley, R.W. Romani, M.P. Ulmer, Chandra observations of the Guitar Nebula, in High Energy Processes and Phenomena in Astrophysics, ed. by X.D. Li, V. Trimble, Z.R. Wang. IAU Symposium, vol. 214 (2003), p. 135

    Google Scholar 

  • G. Younes, C. Kouveliotou, O. Kargaltsev, G.G. Pavlov, E. Göğüş, S. Wachter, XMM-Newton view of Swift J1834.9-0846 and its magnetar wind nebula. Astrophys. J. 757, 39 (2012). doi:10.1088/0004-637X/757/1/39

    Article  ADS  Google Scholar 

  • G. Younes, C. Kouveliotou, O. Kargaltsev, R. Gill, J. Granot, A.L. Watts, J. Gelfand, M.G. Baring, A. Harding, G.G. Pavlov, A.J. van der Horst, D. Huppenkothen, E. Göğüş, L. Lin, O.J. Roberts, The wind nebula around magnetar Swift J1834.9-0846. ArXiv e-prints (2016)

  • G. Younes, C. Kouveliotou, A. Jaodand, M.G. Baring, A.J. van der Horst, A.K. Harding, J.W.T. Hessels, N. Gehrels, R. Gill, D. Huppenkothen, J. Granot, E. Göğüş, L. Lin, X-ray and radio observations of the magnetar SGR J1935+2154 during its 2014, 2015, and 2016 outbursts. ArXiv e-prints (2017)

  • F. Yusef-Zadeh, J. Bally, A non-thermal axially symmetric radio wake towards the Galactic centre. Nature 330, 455–458 (1987). doi:10.1038/330455a0

    Article  ADS  Google Scholar 

  • F. Yusef-Zadeh, B.M. Gaensler, A radio study of the mouse, G359.23-0.82. Adv. Space Res. 35, 1129–1136 (2005). doi:10.1016/j.asr.2005.03.003

    Article  ADS  Google Scholar 

  • A. Zajczyk, Y.A. Gallant, P. Slane, S.P. Reynolds, R. Bandiera, C. Gouiffès, E. Le Floc’h, F. Comerón, L. Koch Miramond, Infrared imaging and polarimetric observations of the pulsar wind nebula in SNR G21.5-0.9. Astron. Astrophys. 542, 12 (2012). doi:10.1051/0004-6361/201117194

    Article  ADS  Google Scholar 

  • S.V. Zharikov, D.A. Zyuzin, Y.A. Shibanov, R.E. Mennickent, The PSR J1124-5916 wind nebula in the near-infrared. Astron. Astrophys. 554, 120 (2013). doi:10.1051/0004-6361/201321283

    Article  ADS  Google Scholar 

Download references

Acknowledgements

SPR thanks the NuSTAR team for their outstanding work and permission to present their PWN results. GGP, OK, and NK are grateful to Andrei Bykov and Maxim Lyutikov for helpful discussions, and to Blagoy Rangelov and Bettina Posselt for their help in data analysis. Support for their work was provided by the National Aeronautics and Space Administration through Chandra Awards G03-14082 and G03-14057 issued by the Chandra X-ray Observatory Center, which is operated by the Smithsonian Astrophysical Observatory for and on behalf of the National Aeronautics Space Administration under contract NAS8-03060. The work was also partly supported by NASA grant NNX08AD71G. MR is grateful to Jamie Cohen and Marco Ajello for providing the Fermi-LAT 2FHL image towards HESS J1356-645 and to Marie-Hélène Grondin for the Fermi-LAT images of Vela X.

All of us warmly thank the organizers for the invitation to participate in this very stimulating ISSI workshop on Jets and Winds in Pulsar Wind Nebulae, Gamma-ray Bursts and Blazars: Physics of Extreme Energy Release, and the International Space Science Institute (ISSI) for support.

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Stephen P. Reynolds.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Reynolds, S.P., Pavlov, G.G., Kargaltsev, O. et al. Pulsar-Wind Nebulae and Magnetar Outflows: Observations at Radio, X-Ray, and Gamma-Ray Wavelengths. Space Sci Rev 207, 175–234 (2017). https://doi.org/10.1007/s11214-017-0356-6

Download citation

  • Received:

  • Accepted:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s11214-017-0356-6

Keywords

Navigation