Nouveau système binaire d'étoiles Swift J0243.6+6124 révélé

Swift J0243.6+6124 est un nouveau système binaire d'étoiles qu'on a trouvé dans notre galaxie. On l'a d'abord observé pendant une phase d'éclat, montrant des caractéristiques similaires à d'autres systèmes binaire Be/X-ray connus. Ce système est composé d'un pulsar avec une période de rotation de 9,8 secondes, accompagné d'une étoile de type O9.5Ve. Des études passées ont montré que l'étoile compagnon du pulsar change de luminosité au fil du temps, tant en lumière optique qu'infrarouge.

Les recherches ont estimé la distance de Swift J0243.6+6124 à environ 5 kiloparsecs (kpc), soit environ 16 300 années-lumière. Pendant ce temps, une autre source, Gaia, a suggéré une distance de 6,8 kpc. En utilisant ces infos, le point le plus brillant de Swift J0243.6+6124 pendant son éclat s'est avéré extraordinairement élevé, atteignant des niveaux d'énergie qui le classifient comme un Pulsar X-ray Ultralumineux (ULXP). Ça en fait le premier de ce genre détecté dans notre galaxie.

#Changements de Lumière et Comportement

De nombreuses enquêtes se sont penchées sur les Timings et les motifs lumineux de Swift J0243.6+6124 pour en savoir plus sur son comportement à différents niveaux de luminosité. Les chercheurs ont découvert que la lumière et les motifs changent systématiquement à deux niveaux de luminosité spécifiques. Ces niveaux marquent un changement d'un type de processus d'Accrétion à un autre, ce qui influence l'interaction entre le pulsar et son étoile compagnon.

Les points de luminosité spécifiques, liés à la distance de 6,8 kpc, étaient notés autour de certains niveaux d'énergie. Quand les chercheurs ont calculé en utilisant la distance plus récente de 5,2 kpc, différents niveaux de luminosité sont apparus pour les changements notables. Il est important de noter que même à des luminosités plus faibles, les chercheurs pouvaient toujours observer les pulsations du pulsar. Cela suggère que le pulsar a un Champ Magnétique dense qui permet à ces observations de continuer.

#Le Rôle du Magnétisme

Un domaine qui reste flou est le type de champ magnétique entourant Swift J0243.6+6124. Des études ont suggéré qu même à faible luminosité, les pulsations sont détectables, impliquant un champ magnétique fort. Ça pourrait créer ce qu'on appelle une magnétosphère compacte autour du pulsar.

À travers des études détaillées, les chercheurs ont pu rassembler des données sur comment le champ magnétique pourrait fonctionner à différents niveaux de luminosité. En examinant les motifs de pulsation à des niveaux d'énergie spécifiques, les chercheurs ont remarqué que la forme des pulsations change fréquemment. Ces modifications suggèrent des changements dans la manière dont le pulsar interagit avec son environnement.

#Observations et Collecte de Données

Les observations utilisées pour l'analyse de Swift J0243.6+6124 proviennent principalement des données de NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer), se trouvant sur la Station Spatiale Internationale. NICER utilise des instruments avancés pour collecter des données sur les rayons X doux et permet aux chercheurs de mesurer le timing avec une grande précision.

Les chercheurs ont examiné plus de 200 observations entre 2017 et 2019, en se concentrant principalement sur le déclin rapide de la luminosité qui s'est produit vers la fin de la période observée. Le processus de collecte de données a inclus des paramètres spécifiques pour garantir la fiabilité et la qualité des observations, permettant des analyses plus précises.

#Étudier le Timing et le Bruit

Pendant la phase d'éclat de Swift J0243.6+6124, les chercheurs ont noté une fluctuation significative de la luminosité X-ray. Cette variation impacte directement les profils de pulsation observés. À différents niveaux de luminosité, les formes des pulsations peuvent varier entre plusieurs pics et un seul pic.

Pour mieux comprendre le comportement des pulsations, les chercheurs ont utilisé une analyse de timing précise. Cette technique impliquait de mesurer le temps d'arrivée des signaux de pulsation et de chercher des motifs dans le temps. Finalement, l'analyse a mis en avant comment certains niveaux de luminosité correspondent à des formes de pulsation distinctes.

#Résultats Clés et Observations

Une des principales découvertes est qu'à des niveaux de luminosité plus faibles, le système montre un motif de pics simples dans les profils de pulsation. À mesure que la luminosité augmente, un deuxième pic apparaît. Ce changement signifie une interaction complexe au sein du système alors qu'il passe entre différents niveaux d'énergie.

De plus, pendant l'analyse, les chercheurs ont observé que la fréquence à laquelle les pulsations étaient émises changeait. À des moments de haute énergie spécifiques, le pulsar a commencé à tourner plus vite. Cependant, à mesure que la luminosité diminuait, le pulsar a commencé à ralentir, menant à différentes phases dans son comportement de rotation.

#La Force du Bruit et Son Évolution

Un autre élément clé de la recherche était d'examiner les niveaux de bruit liés au timing dans Swift J0243.6+6124. En gros, les chercheurs ont regardé comment les variations de luminosité affectaient le bruit global de timing.

En analysant comment le taux de rotation du pulsar a changé au fil du temps, les chercheurs ont pu estimer le niveau de bruit pendant cette période. Ils ont découvert qu'à mesure que la luminosité augmentait, les niveaux de bruit changeaient aussi significativement. Ce bruit est attribué aux fluctuations de couple, qui proviennent des interactions du pulsar avec son environnement.

L'étude a identifié deux modèles distincts de bruit qui apparaissaient à différentes échelles temporelles d'analyse. Un modèle plus simple a été utilisé pour illustrer comment le pulsar tourne sous différentes conditions de luminosité, ce qui a aidé à clarifier les attributs sous-jacents du bruit observé.

#Conclusion et Futures Directions

La recherche autour de Swift J0243.6+6124 a fourni des informations précieuses sur le comportement des Pulsars et leurs interactions avec les étoiles compagnons. Les transformations observées dans la luminosité et les formes de pulsation suggèrent un processus dynamique continu influencé par des champs magnétiques et des mécaniques d'accrétion.

Comprendre de tels phénomènes non seulement améliore la connaissance de ce système mais contribue aussi aux théories astrophysiques plus larges concernant les pulsars et les systèmes d'étoiles binaires. Les futures observations et analyses sont susceptibles d'apporter encore plus de clarté sur le fonctionnement de ces systèmes et leurs processus évolutifs au fil du temps.

Alors que les chercheurs continuent d'explorer les caractéristiques de Swift J0243.6+6124, il sera essentiel d'intégrer de nouvelles découvertes et de peaufiner les modèles existants pour approfondir la compréhension de ces objets célestes fascinants. Ce travail continu aidera à percer les mystères des pulsars et des environnements complexes qu'ils habitent.