Des astronomes canadiens ont identifié des changements de mode et des impulsions géantes dans le pulsar milliseconde connu sous le nom de PSR B1957+20. C'est la première fois qu'un mécanisme de changement de mode est observé dans un pulsar milliseconde. Le résultat est détaillé dans un article publié le 4 juillet sur le serveur de pré-impression arXiv.

Les pulsars radio présentent diverses variabilités d'émission allant de rafales extrêmement courtes comme des impulsions géantes à des changements à long terme dans leurs profils d'émission. Certains d'entre eux présentent même un changement de mode où le profil d'émission bascule entre deux ou plusieurs modes d'émission quasi-stables. À ce jour, le changement de mode n'a été observé que dans des pulsars normaux.

Cependant, une étude récente menée par une équipe d'astronomes dirigée par Nikhil Mahajan de l'Université de Toronto au Canada, montre que le processus de changement de mode pourrait également être présent dans les pulsars millisecondes, car ils ont observé que le profil d'impulsion du pulsar PSR B1957+20 bascule entre deux modes.

Découvert en 1988, PSR B1957+20, également connu sous le nom de « Black Widow Pulsar », est un pulsar binaire milliseconde à éclipse de 1,6 ms dans la constellation de la Sagitta. Il orbite avec un compagnon nain brun avec une période de 9,2 heures avec une durée d'éclipse d'environ 20 minutes. L'équipe de Mahajan a observé ce pulsar pendant plus de neuf heures au cours de quatre séances quotidiennes entre le 13 et le 16 juin, 2014 à l'Observatoire d'Arecibo à Porto Rico, ce qui a permis de découvrir de nouvelles informations sur son comportement.

"Ici, nous montrons que le pulsar milliseconde PSR B1957+20 montre un changement de mode, et que les propriétés des impulsions géantes que nous avons trouvées précédemment (dans les mêmes données; Main et al. 2017) montrent des corrélations avec les modes, ", lit-on dans le journal.

Selon l'étude, PSR B1957+20 bascule entre deux modes, avec un temps typique entre les changements de mode de seulement 1,7 seconde, ou environ 1, 000 périodes d'impulsion. C'est le temps le plus court entre les changements de mode dans le pulsar observé jusqu'à présent par les astronomes, car dans les pulsars réguliers, ces échelles de temps vont de quelques minutes à quelques semaines.

Les deux modes observés dans PSR B1957+20 diffèrent à la fois en intensité et en polarisation circulaire. Ils ont été étiquetés « élevés » (plus énergiques) et « bas » (moins énergiques). Les chercheurs ont découvert que le pulsar est en mode haut environ 60 pour cent du temps et en mode bas environ 35 pour cent du temps. Les 5 pour cent restants du temps ont été affectés à la transition entre les deux modes.

Par ailleurs, les observations menées à l'observatoire d'Arecibo ont permis aux astronomes de détecter 1, 715 impulsions géantes dans PSR B1957+20. Ils ont constaté que la distribution des impulsions géantes avec la phase d'impulsion est corrélée au changement de mode.

"Nous constatons également que les propriétés des impulsions géantes émises par PSR B1957+20 sont corrélées avec le mode d'émission régulière :leur vitesse et la phase de rotation à laquelle elles sont émises dépendent toutes deux du mode, ", ont écrit les chercheurs dans le journal.

Cependant, les auteurs de l'étude ont noté que des observations de suivi supplémentaires du PSR B1957+20 à différentes fréquences sont nécessaires pour faire la lumière sur les causes du changement de mode et des impulsions géantes dans ce pulsar.

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