Une équipe d’astronomes a découvert des « impulsions naines » du pulsar PSR B2111+46 à l’aide du télescope FAST. Contrairement aux émissions régulières de pulsars, ces impulsions faibles et étroites représentent un état de rayonnement unique, présentant souvent un spectre inversé rare. L’étude suggère que ces impulsions pourraient aider à dévoiler les mystères des processus de rayonnement des pulsars et les conditions extrêmes du plasma dans la magnétosphère d’un pulsar.
Grâce au télescope FAST, les chercheurs ont découvert des « impulsions naines » uniques provenant de pulsar PSR B2111+46, dévoilant potentiellement des aspects inconnus du rayonnement pulsar et plasma conditions.
À l’aide du radiotélescope sphérique à ouverture de cinq cents mètres (FAST), une équipe de recherche dirigée par le professeur Jinlin Han des Observatoires astronomiques nationaux de l’Académie chinoise des sciences (NAOC) a détecté des « impulsions naines » distinctes provenant d’un brillant pulsar PSR. B2111+46, et a étudié l’émission radio avec des détails sans précédent et sondé la physique inconnue de la magnétosphère.
Cette étude a été publiée aujourd’hui (17 août) dans la revue Astronomie naturelle.
Émission de pulsar et suppression des impulsions
Les pulsars émettent généralement des signaux radio périodiques. Cependant, certains pulsars plus anciens cessent occasionnellement leur émission pendant des durées spécifiques, un phénomène connu sous le nom de « suppression des impulsions ». Cela peut se produire parce que les particules ne peuvent pas être produites dans la magnétosphère en raison de conditions défavorables ou de modifications de la structure du champ magnétique et de la région de rayonnement. Alternativement, la zone de création de particules pourrait être submergée par le plasma produit ailleurs.
Émission radio pulsar provenant d’orages et de gouttes de pluie de particules dans la magnétosphère du PSR B2111+46 détectées par FAST. Crédit : NAOC
La raison exacte de l’absence de rayonnement pulsar reste inconnue. Il est difficile de déterminer l’état physique de la magnétosphère d’un pulsar lorsque son rayonnement est supprimé.
Observations sans précédent du PSR B2111+46
Le PSR B2111+46 est un pulsar relativement ancien, et les scientifiques savent depuis longtemps que les émissions de ce pulsar s’annulent souvent pendant un certain temps. Cependant, des dizaines d’impulsions inhabituellement faibles et très étroites – inobservées auparavant – 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, une étude clé. projet du FAST pour chasser les pulsars.
Pour vérifier ce nouveau type d’état d’émission, les chercheurs ont observé ce pulsar pendant deux heures à nouveau le 8 mars 2022. « Enfin, nous avons sélectionné 175 impulsions aussi étroites et faibles », a déclaré le Dr Xue Chen, premier auteur de l’étude. . Selon le Dr Chen, de telles impulsions se distinguent des impulsions normales en termes de largeur d’impulsion et d’énergie, et ont donc été appelées « impulsions naines ».
Les impulsions naines du pulsar B2111+46 présentent des différences distinctes en termes de largeur d’impulsion et d’énergie de rayonnement par rapport aux impulsions normales, suggérant un nouvel état d’émission différent du rayonnement pulsar ordinaire. Crédit : NAOC
Nature des légumineuses naines
Alors que les impulsions individuelles standards émettent un rayonnement à travers un « orage » de particules produites par des décharges étendues 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 rare spectre inversé, 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 du 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 par quelques autres pulsars », a déclaré YAN Yi, co-premier auteur de l’étude. « Des études détaillées d’une telle population d’impulsions naines pourraient révéler certains mystères du traitement inconnu du rayonnement des pulsars et révéler l’état extrême du plasma dans la magnétosphère des pulsars. »
