À l’aide du Gran Telescopio Canarias (GTC), des astronomes italiens et espagnols ont effectué des observations spectroscopiques optiques à haute résolution temporelle d’un pulsar de transition milliseconde désigné PSR J1023+0038. Résultats de la campagne d’observation, publié Le 19 septembre sur le serveur de pré-impression arXivfournissent des informations essentielles sur la nature de ce pulsar.
Les pulsars sont des étoiles à neutrons en rotation hautement magnétisées qui émettent un faisceau de rayonnement électromagnétique. Les pulsars à rotation la plus rapide, avec des périodes de rotation inférieures à 30 millisecondes, sont appelés pulsars millisecondes (MSP). Les astronomes supposent qu’ils se forment dans des systèmes binaires lorsque le composant initialement plus massif se transforme en une étoile à neutrons qui tourne ensuite en raison de l’accrétion de matière de l’étoile secondaire.
Les pulsars dits de transition en millisecondes (tMSP) présentent des transitions entre un état de pulsar radio alimenté par rotation (« état de pulsar ») et un état caractérisé par des pulsations de rayons X et des caractéristiques de disque d’accrétion dans le spectre optique (« état de disque »). ‘). Ils sont généralement rares, puisque jusqu’à présent, seuls trois tMSP ont été détectés.
L’un d’eux est le PSR J1023+0038 (ou J1023 en abrégé), identifié pour la première fois il y a vingt ans. Le pulsar a une période de rotation de 1,69 millisecondes, tandis que sa période orbitale est d’environ 4,75 heures. L’étoile compagnon du système est une étoile de type tardif de type spectral G5.
Des observations antérieures de J1023 ont montré qu’il bascule entre un état de rayons X et une phase de pulsar radio alimenté par rotation. Aujourd’hui, une équipe d’astronomes dirigée par Marco Messa de l’Université de Milan en Italie a utilisé le système optique d’imagerie et l’instrument OSIRIS (Optical System for Imaging) de GTC pour examiner de plus près la nature de ce pulsar et ses caractéristiques. comportement.
Les observations ont révélé que J1023 montre, comme les autres tMSP, une variabilité de flux sur des échelles de temps courtes (des dizaines de secondes) dans toutes les bandes. De plus, l’étude a mis en évidence une variabilité significative des propriétés des raies d’émission (largeur équivalente et demi-largeur maximale) sur une période de quelques minutes. Cette découverte marque la première fois où la variabilité des propriétés des raies spectrales d’un tMSP est observée sur des échelles de temps aussi courtes.
Selon l’étude, les épisodes de variabilité observés dans le continuum, largeur équivalente et demi-largeur pleine largeur, semblent erratiques et non corrélés entre eux. L’origine de ces épisodes reste donc floue.
Les observations ont également révélé que les raies d’émission des séries Balmer et hélium présentent dans la plupart des cas un profil d’émission à double corne. Cela indique la présence d’un disque d’accrétion, et J1023 était donc très probablement dans son état de disque au moment de la campagne d’observation.
Dans leurs remarques finales, les auteurs de l’article ajoutent que des observations simultanées sur plusieurs longueurs d’onde devraient être menées afin d’évaluer une éventuelle corrélation entre la variabilité des propriétés de la raie d’émission et le phénomène de commutation de mode dans J1023.
Plus d’informations :
MM Messa et al, Observations spectroscopiques optiques à haute résolution temporelle du pulsar transitionnel milliseconde PSR J1023+0038, arXiv (2024). DOI : 10.48550/arxiv.2409.12893
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