PSR J1618 3921 : Un zoom sur un pulsar unique

PSR J1618 3921 est une étoile qui appartient à la catégorie des pulsars de millisecondes (MSP), située dans notre galaxie. Ces étoiles sont spéciales parce qu'elles tournent super vite et émettent des faisceaux d'énergie. On peut détecter ces faisceaux quand ils nous passent dessus, un peu comme un faisceau de phare qu'on peut voir de loin. Les pulsars de millisecondes comme J1618 3921 sont super importants car ils nous offrent des occasions d'étudier plein d'aspects de la physique, comme la gravité et l'évolution des étoiles.

Bien qu'elle fasse partie d'un système binaire, où deux étoiles sont liées par la gravité, les détails spécifiques de la formation de J1618 3921 et de ses caractéristiques actuelles ne sont pas tout à fait clairs. Ce pulsar a une orbite excentrique, ce qui veut dire qu'elle n'est pas parfaitement circulaire, ce qui soulève des questions sur son histoire et son processus de formation.

#Objectifs d'étude

Les principaux objectifs de l'étude de PSR J1618 3921 sont de mesurer les masses du pulsar et de son étoile compagne, et de comprendre la dynamique de leur orbite. Bien piger ces aspects peut aider les scientifiques à en apprendre plus sur comment des étoiles similaires se forment et évoluent dans le temps.

En rassemblant des données de plusieurs radiotélescopes, les chercheurs visent à créer un portrait complet des caractéristiques de J1618 3921. Ces observations couvrent plus de 23 ans, offrant un ensemble de données riche pour l'analyse.

#Observations et techniques utilisées

De 2019 à 2021, les chercheurs ont fait des observations avec divers récepteurs sur des radiotélescopes, comme MeerKAT et Parkes. Ils ont analysé les données de ces nouvelles observations avec des enregistrements plus anciens. Cette combinaison a permis aux scientifiques d'examiner le comportement de J1618 3921 sur une longue période.

Les observations ont aussi porté sur les caractéristiques d'émission du pulsar, en particulier comment les vagues d'énergie émises par le pulsar changent avec le temps. Pour analyser ces données, les scientifiques ont utilisé un processus qu'on appelle l'Analyse de timing, qui consiste à mesurer les temps d'arrivée des pulsations du pulsar et à comprendre les déviations qui indiquent des changements de vitesse ou de direction.

#Résultats clés des observations

#Mouvement propre et caractéristiques orbitales

Un résultat important de l'analyse de timing est que PSR J1618 3921 montre un petit mais notable mouvement à travers le ciel. Ce mouvement suggère que le pulsar n'est pas stationnaire, mais qu'il se déplace par rapport à d'autres étoiles. De plus, les chercheurs ont détecté un changement dans la période orbitale du pulsar-le temps qu'il met pour faire un tour complet autour de son étoile compagne.

Ce changement était inattendu et bien plus grand que ce qu'on avait prévu selon les théories existantes sur le comportement des pulsars dans des circonstances normales. La nature de ce changement suggère une influence d'un troisième corps proche, pointant vers l'idée que J1618 3921 pourrait faire partie d'un système stellaire triple hiérarchique, où trois étoiles interagissent entre elles.

#Perspectives sur la masse et la dynamique orbitale

En utilisant les données collectées, les chercheurs ont estimé les masses du pulsar et de son étoile compagne. Ces estimations de masse sont essentielles pour comprendre la relation entre les deux objets et leurs chemins évolutifs. Les résultats indiquent que la compagne de J1618 3921 est probablement une étoile de faible masse, plus précisément une naine blanche en hélium, qui est un vestige d'une étoile ayant épuisé presque tout son carburant nucléaire.

Cependant, mesurer certains effets, comme le retard de Shapiro-un effet causé par la gravité qui plie la lumière-s'est avéré difficile à cause de la faible intensité du signal du pulsar. Bien qu'ils aient réussi à détecter un certain niveau, ce n'était pas assez fort pour fournir une mesure claire de cet effet, ce qui aurait pu affiner les estimations de masse.

#Le rôle du télescope MeerKAT

Le télescope MeerKAT a considérablement amélioré la précision de timing pour les observations. Sa technologie avancée permet des mesures plus sensibles des pulsars que les télescopes précédents. Cette précision est cruciale lorsqu'on essaie de détecter des petits effets qui peuvent grandement impacter notre compréhension du fonctionnement des pulsars. Elle fournit des données précieuses qui enrichissent l'analyse globale de PSR J1618 3921.

#Propriétés d'émission de J1618 3921

Les chercheurs ont examiné comment le pulsar émet sa radiation à différentes fréquences. L'analyse a montré que le profil de pulsation-la forme du signal reçu-change avec la fréquence. À mesure que la fréquence augmente, l'intensité totale du signal diminue, indiquant que J1618 3921 a un spectre raide où les basses fréquences sont plus fortes.

Ces propriétés sont précieuses pour comprendre les mécanismes d'émission du pulsar et peuvent donner des indices sur son champ magnétique et l'environnement autour de lui. De plus, le comportement de l'angle de position-un angle utilisé pour décrire l'orientation du faisceau émis-a été analysé à l'aide d'un modèle. Ce modèle aide à décrire comment le pulsar est orienté dans l'espace par rapport à nous.

#Changements de profil au fil du temps

Les chercheurs ont observé un changement intrigant dans le profil du pulsar en juin 2021. Ce changement était suffisamment significatif pour altérer les données de timing, indiquant une transformation interne dans les caractéristiques d'émission du pulsar. De tels changements peuvent survenir à cause de variations dans le magnétosphère du pulsar ou d'autres processus internes.

Bien que des changements de profil similaires aient été notés chez d'autres pulsars, la source et la nature de ces changements peuvent varier. L'analyse a suggéré que ce changement particulier était probablement dû à des facteurs intrinsèques au sein de J1618 3921 lui-même plutôt qu'à des influences externes.

#Implications théoriques

Les découvertes sur PSR J1618 3921 suggèrent que la formation de certains pulsars de millisecondes, en particulier ceux en orbites excentriques, pourrait être liée à des systèmes d'étoiles triples. Cela indique que les processus derrière l'évolution des pulsars pourraient être plus complexes que ce qu'on pensait auparavant.

Alors que beaucoup de pulsars de millisecondes sont compris comme évoluant au sein de systèmes binaires traditionnels, les caractéristiques uniques de J1618 3921 remettent en question certaines de ces théories. La possibilité qu'un troisième corps influence son comportement ouvre de nouvelles voies de recherche sur la formation des pulsars et la dynamique des systèmes à plusieurs étoiles.

#Observations futures et orientations de recherche

À mesure que le domaine de l'observation des pulsars progresse, les efforts en cours se concentreront sur l'observation régulière de PSR J1618 3921 avec le télescope MeerKAT et éventuellement d'autres systèmes avancés. On s'attend à ce qu'un intervalle de timing plus long permette des mesures plus précises des propriétés du pulsar.

Comprendre ces mesures pourrait mener à des aperçus sur des paramètres supplémentaires, ce qui, à son tour, éclairerait davantage la nature du pulsar et la dynamique de son étoile compagne. De futures découvertes pourraient révéler des couches supplémentaires de complexité dans la formation et l'évolution des pulsars de millisecondes.

#Conclusion

PSR J1618 3921 est un excellent exemple pour comprendre les pulsars de millisecondes et leurs compagnons. Son orbite excentrique et ses comportements étranges fournissent des indices vitaux sur les cycles de vie des étoiles et les interactions au sein des systèmes binaires et possiblement triples. La poursuite de l'observation et de l'analyse approfondira notre compréhension de ces objets astronomiques fascinants et pourrait mener à des avancées significatives dans notre connaissance globale de l'univers. À mesure qu'on rassemble plus de données et qu'on affine nos techniques d'observation, l'avenir de la science des pulsars semble prometteur et plein de découvertes potentielles.