Découvertes récentes sur les éruptions de XTE J1701-462

XTE J1701-462 est un type de système stellaire connu sous le nom de binaire X à basse masse (LMXB). Ce système a été découvert en 2006 et est composé d'une étoile à neutrons, qui est une étoile super dense, et d'une étoile de faible masse qui orbite autour d'elle. Ces systèmes sont intéressants parce qu'ils peuvent montrer des comportements différents selon la quantité de matière qu'ils attirent de leur étoile compagne.

#Découverte et Observations

En 2006, XTE J1701-462 a été le premier système connu à montrer clairement qu'il y a des différences de comportement entre deux groupes d'étoiles à neutrons quand elles attirent de la matière à des taux différents. Les observations faites en 2006 et 2007 ont révélé que ce système créait un jet, qui est un flux de matière éjecté dans l'espace, pendant une éruption lorsqu'il attirait de la matière rapidement.

En 2022, XTE J1701-462 a connu une autre éruption, et les scientifiques ont effectué 29 observations à l'aide du télescope radio MeerKAT. La première détection des signaux radio de ce système a eu lieu le 16 septembre 2022, et cela a continué jusqu'à mi-décembre 2022, avec un suivi de l'activité radio jusqu'au 25 mars 2023. Les résultats ont été analysés en parallèle avec des données X-ray provenant d'une autre source.

#Observations Radio et X-Ray

Pendant la nouvelle éruption de 2022, les signaux radio ont montré des signes d'au moins trois événements forts, que les scientifiques ont appelés des éclairs, dans les cent premiers jours. L'éclair le plus puissant avait une sortie d'énergie élevée. Cette activité récente a été comparée aux observations de l'éruption précédente en 2006/2007. On a noté que les signaux radio ont été détectés plus longtemps lors de la dernière éruption, probablement en raison d'observations plus fréquentes.

De plus, les scientifiques ont examiné à quel point les signaux radio étaient polarisés pendant cette éruption, ce qui signifie qu'ils ont étudié comment les signaux oscillent. La polarisation a été trouvée inférieure à 9 % lorsque la source a également été détectée en Rayons X en 2022.

#Comprendre les Binaires X à Basse Masse

Les binaires X à basse masse se composent d'un objet compact, qui peut être soit une étoile à neutrons soit un trou noir, et d'une étoile de faible masse. L'objet compact attire de la matière de son étoile compagne à travers un disque. Ce processus conduit à des éclats de rayons X lorsqu'une grande quantité de matière est transférée rapidement.

Les jets de ces systèmes montrent un lien entre la brillance des signaux radio et la quantité de rayons X émis. Cette relation peut aussi être observée dans des trous noirs plus massifs, indiquant une certaine cohérence dans la façon dont ces systèmes se comportent.

Cependant, le lien entre les signaux radio et les rayons X provenant d'étoiles à neutrons et de trous noirs peut être assez différent. On s'attend à ce que les étoiles à neutrons soient plus efficaces pour émettre de la lumière parce que la matière qu'elles attirent atteint leur surface, tandis que les trous noirs perdent de l'énergie lorsque la matière les traverse.

#Types de Sources d'Étoiles à Neutrons

Il existe différents types d'étoiles à neutrons catégorisées selon leurs champs magnétiques et leur comportement en attirant de la matière. Les sources Z et les sources Atoll sont deux catégories de systèmes d'étoiles à neutrons qui montrent des motifs distincts dans leur émission de rayons X.

Les sources Z tendent à avoir une brillance en rayons X plus élevée et suivent un motif en "Z" sur des graphiques de leurs couleurs et brillance au fil du temps. Ces sources peuvent être divisées en deux groupes selon la forme de leurs motifs pendant les Éruptions. Les systèmes de type Sco montrent des changements de brillance très forts et rapides, tandis que les systèmes de type Cyg ont des changements plus progressifs.

Les sources Atoll, en revanche, fonctionnent à des niveaux de brillance plus faibles et montrent des motifs différents qui peuvent prendre plus de temps à se développer. Leurs motifs en rayons X sont appelés états d'île extrême, d'île, et de banane, ce qui fait référence à leurs rayons X changeant de dur à doux.

Comparer les sources Z et les sources Atoll peut aider les scientifiques à en apprendre plus sur la façon dont ces deux groupes se rapportent les uns aux autres.

#Comportement Transitionnel de XTE J1701-462

XTE J1701-462 a montré une transition entre les deux types de comportements observés dans les sources Z et les sources Atoll. Lorsqu'il a été découvert en 2006, il affichait des caractéristiques d'une source Z et était la première source transitoire de ce type à montrer ces traits.

Dans les premières semaines après sa découverte, ce système est passé d'un motif de type Cyg à une source Z de type Sco. Finalement, pendant sa phase de déclin, il a montré plus de comportements d'une source Atoll. L'éruption en 2006/2007 était notable pour son large éventail de brillance, passant d'une haute brillance à des niveaux beaucoup plus bas au fil du temps.

Lors de la récente éruption de 2022/2023, les scientifiques ont observé plusieurs événements d'éclair dans les émissions radio et X-ray. Leur analyse a montré que la source semblait rester dans un état Z pendant toute la période d'observation de plus de 200 jours, ce qui diffère des observations faites en 2006/2007.

#Comparaison des Éruptions

Les différences entre les éruptions de 2006/2007 et 2022/2023 fournissent des informations précieuses sur la façon dont le système se comporte au fil du temps. Lors de la récente éruption, les scientifiques ont noté plus d'éclairs radio par rapport à l'éruption précédente. Cependant, cela pourrait être attribué à des observations plus cohérentes durant les derniers événements.

Les courbes de lumière radio et X-ray ont également été comparées, montrant comment la brillance changeait pendant chaque éruption. Les données récentes ont positionné XTE J1701-462 dans une zone spécifique d'un graphique représentant la relation entre la brillance radio et X-ray. Cela montre qu'il se trouve dans une zone similaire à d'autres sources Z.

#Polarisation et Caractéristiques des Éclairs

L'étude a aussi examiné la polarisation de XTE J1701 durant les deux éruptions. La polarisation fait référence à la façon dont les signaux radio oscillent. Lors de la dernière éruption, des limites supérieures ont été déterminées pour la polarisation, montrant moins de 9 % de polarisation durant des observations clés.

Les caractéristiques des éclairs observés ont été analysées, révélant la moindre énergie produite au pic de chaque éclair et le potentiel d'identifier la taille et la température des jets. Des comparaisons avec d'autres systèmes, comme les trous noirs, ont indiqué que les étoiles à neutrons comme XTE J1701 pourraient produire des éclairs moins puissants.

#Conclusion et Futures Recherches

Les recherches en cours sur XTE J1701-462 améliorent la compréhension de la façon dont les étoiles à neutrons se comportent, surtout durant les éruptions. Les informations recueillies à partir des émissions radio et X-ray aident les scientifiques à comparer différents types d'étoiles et leurs processus. De futures études avec une meilleure collecte de données pourraient fournir encore plus d'informations sur les comportements et mécanismes derrière ces systèmes, aidant à clarifier les relations entre différents types d'étoiles à neutrons.