Retour sur le mystère des binaires pulsars

Les binaires de Pulsars millisecondes sont un type spécial de système stellaire. Ils se composent d'une toute petite étoile à neutrons en rotation rapide, appelée pulsar, et d'une étoile compagne de masse plus faible. Ces systèmes se forment quand le pulsar vole du matériel à son étoile compagne. En gros, ça lui donne un coup de pouce de vitesse et il tourne plus vite, devenant ainsi ce qu'on appelle un pulsar milliseconde.

Ces binaires de pulsars sont super importants parce qu'ils aident les scientifiques à comprendre comment certains types d'étoiles évoluent au fil du temps. Ils donnent aussi des indices sur les lois qui régissent la matière dans des conditions extrêmes, vu que les étoiles à neutrons sont plus denses que tout ce qu'on voit sur Terre.

Pour profiter au maximum de ces binaires de pulsars, les scientifiques ont besoin de savoir comment les deux étoiles interagissent entre elles et comment mesurer des trucs comme leurs angles et distances avec précision. Ces infos proviennent souvent de l'étude de la lumière et de l'énergie qu'elles émettent.

#Les lumières scintillantes des Émissions X et gamma

Dans certains de ces binaires de pulsars, surtout ceux avec des noms accrocheurs comme "veuves noires" et "redbacks", on peut voir des motifs de lumière spéciaux. Ces motifs ressemblent à une disco cosmique, avec des émissions X et gamma qui scintillent. Certains de ces motifs lumineux ont même un double pic, ce qui veut dire que la luminosité monte et descend dans un rythme régulier.

Les lumières scintillantes sont causées par ce qu'on appelle des chocs intrabinaire (IBS). Ces chocs se produisent lorsque le vent du pulsar – un flux de particules qui souffle de lui – interagit avec le vent de son étoile compagne. Quand ces vents se heurtent, ça crée une zone chaude et lumineuse, et c’est de là que proviennent les lumières à haute énergie. Cependant, les modèles originaux de ces chocs n'ont pas pris en compte que certaines particules perdent de l'énergie en traversant cette zone chaude.

Alors, les scientifiques ont décidé de mettre à jour le modèle pour inclure ce morceau manquant du puzzle. Après avoir fait les changements, ils ont trouvé que les pertes d'énergie ne modifiaient pas les motifs lumineux de manière significative. Ça a été un peu un soulagement, car ça voulait dire que leurs théories originales étaient toujours largement correctes.

#Le cas du binaire de pulsar brillant

Regardons de plus près un binaire de pulsar brillant appelé PSR J1723 2837. Avec ce modèle, les scientifiques pensent qu'ils pourraient bientôt le voir avec un télescope à la pointe, appelé le Cherenkov Telescope Array. C'est un peu comme avoir une nouvelle paire de lunettes pour mieux voir !

En plus, ils ont examiné deux binaires de pulsars, XSS J12270 4859 et PSR J1723 2837, qui ont montré des variations à long terme dans leurs émissions X. C'est comme s'ils traversaient des hauts et des bas, avec leur luminosité qui change au fil du temps. Les scientifiques pensent que ces changements viennent de la façon dont la forme des chocs intrabinaires évolue. Si ces chocs changent de forme, ça peut aussi changer l'apparence de la lumière de l'étoile compagne pour nous.

Cette idée aide à expliquer pourquoi les deux étoiles semblent parfois changer de luminosité ensemble, comme un duo cosmique.

#Découvrir les veuves noires et les redbacks

Maintenant, plongons dans le monde amusant des binaires de pulsars veuves noires et redbacks. Pensez à eux comme les "élèves cool" de l'univers stellaire. Les veuves noires sont légères ; elles ont des étoiles compagnes plus petites, tandis que les redbacks ont des compagnes légèrement plus lourdes.

Ces deux types de systèmes produisent de forts signaux lumineux qui varient selon d'où vous regardez. Parfois, le flux de l'étoile compagne peut même créer des éclipses radio à certains moments. Imaginez que la compagne reçoit un coup de vent soudain, se cachant derrière le pulsar avant de ressortir.

Ces systèmes montrent aussi leurs talents dans le domaine des X avec leurs émissions dures, qui sont brillantes et montrent de forts motifs. Quand vous regardez de près, les motifs lumineux peuvent vous en dire beaucoup sur la façon dont ces deux étoiles interagissent et ce qui se passe dans leur monde sauvage.

#Le mystère des émissions gamma

Pendant longtemps, les scientifiques pensaient que les émissions gamma provenaient du champ magnétique du pulsar. Cependant, de nouvelles découvertes d'un satellite appelé Fermi ont changé la donne. Au lieu que l'ancienne théorie tienne toujours, certaines des gamma semblent provenir de la région de choc – l'endroit où les vents des deux étoiles se heurtent.

Cette nouvelle idée a ouvert des portes pour les scientifiques. Il y a une chance qu'ils apprennent encore plus sur les processus énergétiques qui se produisent à l'intérieur de ces systèmes, comme pourquoi nous voyons certaines émissions à haute énergie qui n'existaient pas auparavant.

#Le modèle révisé pour les émissions X et gamma

Alors, de quoi parle le nouveau modèle ? En gros, les scientifiques se sont rendu compte que leurs modèles précédents se concentraient principalement sur les émissions X sans tenir compte de la façon dont les particules perdent de l'énergie en voyageant à travers le choc. Le modèle révisé prend en compte ce processus de refroidissement, montrant comment ça affecte les émissions globales.

Dans la nouvelle configuration, les scientifiques peuvent observer le flux de particules et comment elles interagissent avec le choc. Quand ces particules sont bien refroidies, vous pouvez voir les changements dans leurs émissions d'énergie. Pensez à la région de choc comme une autoroute animée où les limites de vitesse (ou les pertes d'énergie) sont en vigueur.

#Application du nouveau modèle

Maintenant, les scientifiques ont mis ce nouveau modèle à l'épreuve en utilisant quelques binaires de pulsars différents comme exemples. Ils ont examiné les motifs lumineux et les émissions d'énergie de trois systèmes redbacks tout en considérant comment ce refroidissement les affecte.

Fait intéressant, le nouveau modèle a confirmé que le refroidissement radiatif n'était pas assez significatif pour changer les motifs lumineux que nous voyons. Il semblerait que même avec les nouvelles infos, les émissions se comportaient toujours de la manière à laquelle on s'attendait.

Pour le binaire de pulsar redback brillant PSR J1723 2837, les scientifiques ont remarqué des motifs excitants dans les émissions X, et ils étaient impatients de voir à quel point leur modèle révisé correspondait aux données collectées avec des télescopes avancés.

#Variabilité à long terme : l'effet montagnes russes

Certaines de ces binaires de pulsars passent par des moments où leur luminosité monte et descend comme des montagnes russes. Les scientifiques peuvent suivre ces changements dans les émissions X au fil du temps pour comprendre ce qui pourrait les causer. C'est comme regarder les hauts et les bas de la hauteur de votre montagne russe préférée tout en sirotant un soda.

Quand ils ont regardé la luminosité fluctuante de J1227 et J1723, il est devenu clair que les changements dans l'environnement du pulsar influençaient directement ces variations à long terme. Pour simplifier, quand les vents de la compagne changeaient, les émissions X changeaient aussi.

#Le cas curieux de la variabilité optique de J1227

Ce qui est encore plus amusant, c'est quand ils combinent la connaissance des variations X avec les changements dans les émissions optiques pour J1227. C'est comme relier les points entre deux dessins différents. On dirait qu'il y a une anti-corrélation, ce qui signifie que quand l'une devient plus brillante, l'autre s'assombrit, comme une compétition cosmique.

Une théorie suggérait que les changements dans la région de choc faisaient que les émissions optiques se comportaient différemment. Cependant, les scientifiques avaient une nouvelle idée : peut-être que c'est l'épaisseur du choc du vent stellaire qui joue un rôle clé. Les différents flux de gaz peuvent modifier la quantité de lumière que nous voyons de l'étoile compagne.

#Discussion et conclusion

Après avoir examiné toutes les données de différents systèmes, il est devenu clair que le modèle révisé des chocs intrabinaires est toujours en bonne forme. Il prend en compte comment les particules perdent de l'énergie d'une manière qui n'altère pas dramatiquement les émissions observées. Les changements s'intègrent toujours bien dans les théories précédentes tout en ajoutant de nouvelles idées passionnantes.

Les scientifiques ont aussi réussi à expliquer la variabilité à long terme observée dans J1227 et J1723. Les interactions entre les vents du pulsar et de sa compagne entraînent des changements notables au fil du temps. Cela nous amène à réfléchir à la complexité et à la dynamique de ces systèmes stellaires.

Avec les nouveaux télescopes et techniques d'observation qui continuent de s'améliorer, les scientifiques espèrent collecter encore plus de données. À chaque nouvelle découverte, ils se rapprochent un peu plus de la résolution des mystères de ces associations cosmiques énergétiques. Peut-être qu'un jour, ils perceront le code sur le comportement des particules à haute énergie dans l'espace, découvrant des indices sur l'univers dans lequel nous vivons. Qui aurait cru que l'étude des étoiles pouvait être un tel grand frisson ?