À l’aide du radiotélescope sphérique à ouverture de cinq cents mètres (FAST), une équipe de recherche dirigée par le professeur Han Jinlin des Observatoires astronomiques nationaux de l’Académie chinoise des sciences (NAOC) a détecté des « impulsions naines » distinctes d’un pulsar brillant PSR B2111+46, a étudié l’émission radio avec des détails sans précédent et sondé la physique inconnue dans la magnétosphère.
Cette étude a été publiée dans Astronomie naturelle.
Les pulsars émettent généralement des signaux radio périodiques. Cependant, certains anciens pulsars s’éteignent occasionnellement pendant certaines périodes, un phénomène connu sous le nom de « suppression d’impulsions ». Peut-être que les particules ne peuvent pas être produites dans la magnétosphère en raison de conditions inappropriées ou de changements dans la structure du champ magnétique et la région de rayonnement, ou la zone de création de particules est alors inondée par le plasma produit dans d’autres zones.
La raison exacte de l’absence de rayonnement pulsar est un mystère car il est impossible de sonder l’état physique de la magnétosphère du pulsar lorsque le rayonnement est éteint.
Le PSR B2111+46 est un pulsar relativement ancien, et les scientifiques savent depuis longtemps que cette émission de ce pulsar est souvent nulle pendant des périodes de temps. Cependant, des dizaines d’impulsions inhabituellement faibles et très étroites – auparavant non observées – ont été détectées pendant les périodes d’annulation ordinaires lorsqu’elles ont été observées par hasard les 24 août, 26 août et 17 septembre 2020, dans le cadre de l’enquête Galactic Plane Pulsar Snapshot, un projet clé du FAST pour chasser les pulsars.
Pour vérifier ce nouveau type d’état d’émission, les chercheurs ont de nouveau observé ce pulsar pendant deux heures le 8 mars 2022. « Enfin, nous avons sélectionné 175 impulsions aussi étroites et faibles », a déclaré le Dr Chen Xue, le premier auteur de l’étude. . Selon le Dr Chen, ces impulsions se distinguent des impulsions normales en termes de largeur d’impulsion et d’énergie, et ont donc été appelées « impulsions naines ».
Alors que les impulsions individuelles normales émettent un rayonnement à travers un « orage » de particules produites par des décharges abondantes dans des espaces régulièrement formés près des pôles magnétiques du pulsar, les impulsions naines sont produites par une ou quelques « gouttes de pluie » de particules générées par la production de paires dans un espace fragile de ce pulsar proche de la mort.
Ces impulsions sporadiques, faibles et étroites constituent un nouvel état de rayonnement indépendant des impulsions normales, et ces impulsions présentent souvent un spectre inversé rare, c’est-à-dire qu’elles ont une émission beaucoup plus forte à des fréquences radio plus élevées, ce qui est très rarement détecté dans un environnement aussi distingué. échelle de temps à partir de sources astronomiques. « Les propriétés de telles impulsions naines seraient difficiles à mesurer par d’autres radiotélescopes que FAST », a déclaré le professeur Han, « et les mesures d’une telle nouvelle population d’impulsions naines révèlent que la structure du champ magnétique pour le rayonnement du pulsar reste inchangée même lorsque le rayonnement a presque cessé. »
« En fait, un plus petit nombre d’impulsions naines ont également été détectées à partir de quelques autres pulsars », a déclaré Yan Yi, co-premier auteur de l’étude. « Des études détaillées d’une telle population d’impulsions naines pourraient découvrir certains mystères du traitement inconnu du rayonnement des pulsars et révéler l’état extrême du plasma dans la magnétosphère des pulsars. »
Plus d’information:
Yan Yi et al, Émission radio pulsar forte et faible due aux orages et aux gouttes de pluie de particules dans la magnétosphère, Astronomie naturelle (2023). DOI : 10.1038/s41550-023-02056-z. www.nature.com/articles/s41550-023-02056-z