En utilisant les observatoires spatiaux Swift et Chandra de la NASA, les astronomes ont étudié un pulsar à rayons X ultralumineux connu sous le nom de M51 ULX-7. L'étude, détaillé dans un article publié le 16 février sur le serveur de pré-impression arXiv, éclaire davantage la variabilité des rayons X de cette source.

Les sources de rayons X ultra-lumineuses (ULX) sont des sources ponctuelles dans le ciel qui sont si brillantes en rayons X que chacune émet plus de rayonnement qu'un million de soleils n'en émet à toutes les longueurs d'onde. Bien qu'ils soient moins lumineux que les noyaux galactiques actifs, ils sont plus uniformément lumineux que n'importe quel processus stellaire connu.

Les astronomes pensent généralement qu'en raison de leur luminosité, la plupart des ULX sont des trous noirs. Cependant, des observations récentes ont montré que certains ULX présentent des pulsations cohérentes. Ces sources, connu sous le nom de pulsars à rayons X ultra-lumineux (ULXP), sont des étoiles à neutrons généralement moins massives que les trous noirs. La liste des ULP connus est encore relativement courte; Donc, étudier des objets de cette classe est essentiel pour les chercheurs qui explorent l'univers en rayons X.

M51 ULX-7 est un ULXP hébergeant une étoile à neutrons tournant avec une période de spin d'environ 2,8 secondes. C'est un système binaire avec une période d'environ deux jours, présentant une modulation super-orbitale avec une période d'environ 38 à 39 jours. Une équipe d'astronomes dirigée par Georgios Vasilopoulos de l'Université de Yale a examiné de plus près la variabilité super-orbitale et orbitale de M51 ULX-7 en analysant les données d'archives Chandra et Swift.

"Nous avons étudié la variabilité du M51 ULX-7, le seul ULXP avec une orbite pouvant être surveillée en continu par des observatoires à rayons X, " ont écrit les astronomes dans le journal.

Les observations montrent que M51 ULX-7 était dans un état de faible flux étendu. Les astronomes supposent que l'état observé pourrait être lié à une transition d'hélice ou qu'il pourrait indiquer une période super-orbitale variable comme celles d'autres pulsars accréteurs.

Par ailleurs, l'étude a détecté des creux périodiques dans la courbe de lumière des rayons X de Chandra de M51 ULX-7. Ils sont associés à la période orbitale binaire. C'est la première fois que de tels creux sont identifiés dans un ULXP.

Les astronomes ont ajouté que l'origine physique de ces creux reste incertaine; cependant, il suggère une configuration où le plan orbital du système binaire est plus proche d'une orientation de bord.

Les résultats suggèrent que le taux d'accrétion de masse dans M51 ULX-7 est super-Eddington. Les résultats ont permis à l'équipe de calculer que l'orbite binaire devrait changer d'environ 0,3 seconde par an.

En conclusion, les auteurs de l'article ont noté que leurs recherches soulignent la nécessité de poursuivre les études sur les ULXP, en particulier la surveillance à long terme de ces sources.

« D'un point de vue observationnel, il démontre la nécessité de longues observations de surveillance des ULXP et ULX pour identifier et confirmer la présence de caractéristiques liées à la modulation orbitale. De tels efforts combinés aideraient à développer une motivation physique, modèle auto-cohérent capable d'explorer les moteurs centraux des ULXP, " ont conclu les scientifiques.

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