À l’aide de l’observatoire à rayons X Chandra de la NASA et de l’Australia Telescope Compact Array (ATCA), des astronomes ont étudié une nébuleuse du vent à pulsars, surnommée « l’oie », alimentée par un jeune pulsar connu sous le nom de PSR J1016-5857. Les résultats de l’étude, publiés le 27 avril sur le serveur de pré-impression arXiv, fournissent des informations importantes sur la nature de cette nébuleuse.
Les nébuleuses du vent pulsar (PWNe) sont des nébuleuses alimentées par le vent d’un pulsar. Le vent pulsar est composé de particules chargées ; lorsqu’il entre en collision avec l’environnement du pulsar, en particulier avec l’éjecta de supernova en expansion lente, il développe un PWN.
Les particules de PWNe perdent leur énergie au rayonnement et deviennent moins énergétiques à mesure qu’elles s’éloignent du pulsar central. Les études multi-longueurs d’onde de ces objets, y compris les observations aux rayons X, en particulier à l’aide de spectres spatialement intégrés dans la bande des rayons X, ont le potentiel de découvrir des informations importantes sur le flux de particules dans ces nébuleuses. Cela pourrait dévoiler des informations importantes sur la nature de PWNe en général.
À une distance d’environ 11 500 années-lumière, le PSR J1016–5857 (ou J1016) est un pulsar jeune et énergique avec une période de rotation d’environ 107 millisecondes. L’âge caractéristique du pulsar est estimé à 21 000 ans, tandis que sa puissance de spin-down a été mesurée à environ 2,6 undécillions d’erg/s.
Les observations de J1016 ont révélé la présence d’un PWN avec une forme particulière ressemblant quelque peu à celle d’une oie en vol. Les images radio montrent que le pulsar est situé à la « tête » de ce « Goose PWN », et avec une courbure notable dans le « cou ». Afin de faire la lumière sur les propriétés de ce PWN particulier, un groupe d’astronomes dirigé par Noel Klingler du Goddard Space Flight Center de la NASA a décidé d’examiner cet objet avec Chandra et ACTA.
Les observations spectroscopiques aux rayons X de la queue de J1016 et de ses environs ont révélé la présence de plasma émettant de la chaleur dans le champ des pulsars. Cette découverte, ainsi que l’existence de structures radio à proximité, suggèrent que J1016 est toujours à l’intérieur de son résidu de supernova progénitrice (SNR). Cependant, les frontières de ce SNR ne sont pas encore totalement contraintes.
L’étude a révélé que le mouvement propre de J1016 est de 28,8 mas par an (à un angle de position de 198 degrés à l’est du nord), ce qui correspond à la vitesse projetée à un niveau de 440 km/s. En général, les images montrent que la direction du mouvement propre est en accord avec la forme du PWN et la direction de la queue.
De plus, les chercheurs ont découvert qu’à de plus grandes distances, la queue de J1016 s’estompe dans les rayons X, mais l’émission radio devient plus lumineuse. Enfin, cette queue se plie brusquement et semble se connecter à une structure radio plus grande (peut-être le Goose PWN). Les auteurs de l’article supposent que cela est dû à une interaction avec le choc inverse à l’intérieur du reste de supernova hôte du PWN.
Il a également été constaté que le spectre PWN s’adoucit avec l’augmentation de la distance par rapport au pulsar. Les astronomes ont conclu qu’un tel comportement pouvait être causé par la combustion rapide du synchrotron.
Noel Klingler et al, « The Goose » Pulsar Wind Nebula of PSR J1016–5857: The Birth of a Plerion. arXiv:2204.13167v1 [astro-ph.HE], arxiv.org/abs/2204.13167
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