Des pulsations « naines » sans précédent détectées à l’aide du télescope FAST

Une équipe d’astronomes a détecté des « pulsars nains » du pulsar PSR B2111+46 à l’aide du télescope FAST. Contrairement aux émissions des pulsars ordinaires, ces pulsations faibles et étroites représentent un état de rayonnement unique, présentant souvent un spectre inversé rare. L’étude indique que ces pulsations pourraient aider à révéler les mystères des processus de rayonnement du pulsar et les conditions extrêmes du plasma dans la magnétosphère du pulsar.

À l’aide du télescope FAST, les chercheurs ont détecté des « impulsions naines » uniques. pulsar PSR B2111+46, révélant 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 du pulsar PSR B2111 + 46, et a étudié l’émission radio dans des détails incomparables Préfixe et sonde pour la physique inconnue dans la magnétosphère.

Cette étude a été publiée aujourd’hui (17 août) dans la revue astronomie naturelle.

Émission de pulsar et annulation de pulsar

Les pulsars émettent généralement des signaux radio périodiques. Cependant, certains pulsars plus anciens arrêtent parfois d’émettre pendant des périodes spécifiques, un phénomène connu sous le nom de « pulsation ». 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 zone de rayonnement. En variante, la région de formation de particules pourrait être inondée de plasma produit ailleurs.

L’émission radio pulsar des orages et des gouttes de pluie provient des particules de la magnétosphère du PSR B2111 + 46 détectées par FAST. Crédit : NAOC

La raison exacte de l’absence de rayonnement de l’étoile est encore inconnue. Il est difficile de déterminer l’état physique de la magnétosphère d’un pulsar lorsque son rayonnement est supprimé.

Notes inédites pour PSR B2111+46

Le PSR B2111+46 est un pulsar relativement ancien, et les scientifiques savent depuis longtemps que les émissions de ce pulsar sont souvent vides pendant des périodes de temps. Cependant, des dizaines de pulsations très étroites et inhabituellement faibles – auparavant non observées – ont été détectées pendant les périodes normales d’annulation lorsqu’elles ont été observées par hasard les 24 août, 26 août et 17 septembre 2020, dans le cadre de l’instantané Pulsar de l’avion galactique. sondage, ce qui est essentiel. Projet FAST de chasse aux pulsars.

Pour étudier ce nouveau type d’état d’émission, les chercheurs ont de nouveau observé ce pulsar pendant deux heures le 8 mars 2022. « Enfin, nous avons sélectionné 175 de ces pulsars étroits 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 sont donc appelées « impulsions naines ».

Le pulsar nain du pulsar B2111 + 46 montre des différences distinctes de largeur d’impulsion et d’énergie de rayonnement par rapport aux pulsars normaux, indiquant un nouvel état d’émission différent du pulsar normal. Crédit : NAOC

La nature des légumineuses naines

Alors que les pulsars standard individuels émettent un rayonnement à travers un « orage » de particules générées par des décharges à grande échelle dans des cavités se formant régulièrement près des pôles magnétiques d’un pulsar, les pulsars nains sont produits par une ou quelques « gouttes de pluie » de particules générées en produisant des paires dans une vacuole. Fragile que ce pulsar proche de la mort.

Ces impulsions clairsemées, faibles et étroites constituent un nouvel état de rayonnement indépendant des impulsions normales, et ces impulsions présentent souvent un spectre inverse rare, c’est-à-dire qu’elles ont une émission beaucoup plus forte à des fréquences radio plus élevées, ce qui est rarement détecté dans une telle caractéristique État. Chronologie de sources astronomiques. Le professeur Han a déclaré: « Il serait difficile de mesurer les propriétés de tels pulsars nains avec des radiotélescopes autres que FAST, et les mesures d’un tel nouveau groupe de pulsars nains révèlent que la structure du champ magnétique du pulsar de rayonnement reste inchangée même lorsque le rayonnement s’arrête presque. »

« En fait, moins de pulsars nains ont été observés que quelques autres pulsars », a déclaré Yan Yi, co-premier auteur de l’étude. « Des études détaillées de cet amas de pulsars nain peuvent révéler certains des mystères liés au traitement du rayonnement pulsar inconnu et révéler l’état maximal du plasma dans la magnétosphère du pulsar. »

Référence : « Émission radio pulsée forte et faible due aux orages et aux gouttes de pluie des particules dans la magnétosphère » par X. Chen, Y. Yan, JL Han, C. Wang, PF Wang, WC Jing, KJ Lee, B. Zhang, RX Xu T. Wang, ZL Yang, WQ Su, N. N. Cai, WY Wang, GJ Qiao, J. Xu et DJ Zhou, 17 août 2023, disponible ici. astronomie naturelle.
DOI : 10.1038/s41550-023-02056-z