En utilisant les observations NICER de juillet 2017 à décembre 2018, deux groupes de scientifiques ont cartographié les points chauds de J0030 à l'aide de méthodes indépendantes et ont convergé vers des résultats similaires pour sa masse et sa taille. Une équipe dirigée par Thomas Riley, un doctorant en astrophysique computationnelle, et sa superviseure Anna Watts, professeur d'astrophysique à l'Université d'Amsterdam, déterminé que le pulsar est d'environ 1,3 fois la masse du Soleil et de 15,8 milles (25,4 kilomètres) de diamètre. Cole Miller, un professeur d'astronomie à l'Université du Maryland (UMD) qui a dirigé la deuxième équipe, trouvé J0030 est d'environ 1,4 fois la masse du Soleil et légèrement plus grand, environ 16,2 miles (26 kilomètres) de large.

« Quand nous avons commencé à travailler sur J0030, notre compréhension de la façon de simuler les pulsars était incomplète, et c'est toujours le cas, " dit Riley. " Mais grâce aux données détaillées de NICER, outils open source, des ordinateurs performants et un excellent travail d'équipe, nous avons maintenant un cadre pour développer des modèles plus réalistes de ces objets."

Un pulsar est si dense que sa gravité déforme l'espace-temps proche - le "tissu" de l'univers tel que décrit par la théorie de la relativité générale d'Einstein - de la même manière qu'une boule de bowling sur un trampoline étire la surface. L'espace-temps est tellement déformé que la lumière du côté du pulsar qui nous fait face est "courbée" et redirigée vers notre vue. Cela rend l'étoile plus grosse qu'elle ne l'est. L'effet signifie également que les points chauds peuvent ne jamais disparaître complètement lorsqu'ils tournent vers l'autre côté de l'étoile. NICER mesure l'arrivée de chaque rayon X d'un pulsar à mieux qu'une centaine de nanosecondes, une précision environ 20 fois supérieure à celle disponible auparavant, afin que les scientifiques puissent profiter de cet effet pour la première fois.

"Les mesures aux rayons X inégalées de NICER nous ont permis de faire les calculs les plus précis et les plus fiables de la taille d'un pulsar à ce jour, avec une incertitude inférieure à 10 %, " a déclaré Miller. " Toute l'équipe NICER a apporté une contribution importante à la physique fondamentale qui est impossible à sonder dans les laboratoires terrestres. "

Notre vue depuis la Terre donne sur l'hémisphère nord de J0030. Lorsque les équipes ont cartographié les formes et les emplacements des spots de J0030, ils s'attendaient à en trouver un basé sur l'image du manuel des pulsars, mais ne l'a pas fait. Au lieu, les chercheurs ont identifié jusqu'à trois "points chauds", " tous dans l'hémisphère sud.

Riley et ses collègues ont effectué des séries de simulations en utilisant des cercles superposés de différentes tailles et températures pour recréer les signaux de rayons X. Effectuer leur analyse sur le supercalculateur national néerlandais Cartesius a pris moins d'un mois, mais aurait nécessité environ 10 ans sur un ordinateur de bureau moderne. Leur solution identifie deux points chauds, une petite et circulaire et l'autre longue et en forme de croissant.

Le groupe de Miller a effectué des simulations similaires, mais avec des ovales de tailles et températures différentes, sur le supercalculateur Deepthought2 d'UMD. Ils ont trouvé deux configurations de spots possibles et tout aussi probables. L'un a deux ovales qui correspondent étroitement au modèle trouvé par l'équipe de Riley. La deuxième solution en ajoute une troisième, point plus froid légèrement de travers du pôle de rotation sud du pulsar.

Les prédictions théoriques précédentes suggéraient que les emplacements et les formes des points chauds pouvaient varier, mais les études J0030 sont les premières à cartographier ces caractéristiques de surface. Les scientifiques tentent toujours de déterminer pourquoi les taches de J0030 sont disposées et façonnées comme elles le sont, mais pour l'instant, il est clair que les champs magnétiques des pulsars sont plus compliqués que le modèle bipolaire traditionnel.

Le principal objectif scientifique de NICER est de déterminer avec précision les masses et les tailles de plusieurs pulsars. Avec ces informations, les scientifiques pourront enfin déchiffrer l'état de la matière dans le cœur des étoiles à neutrons, matière écrasée par des pressions et des densités énormes qui ne peuvent pas être reproduites sur Terre.

"C'est remarquable, et aussi très rassurant, que les deux équipes ont atteint des tailles si similaires, masses et motifs de points chauds pour J0030 en utilisant différentes approches de modélisation, " dit Zaven Arzoumanian, NICER responsable scientifique au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "Cela nous dit que NICER est sur la bonne voie pour nous aider à répondre à une question persistante en astrophysique :quelle forme prend la matière dans les noyaux ultra-denses des étoiles à neutrons ?"

NICER est une mission d'opportunité d'astrophysique au sein du programme Explorers de la NASA, qui offre des opportunités de vol fréquentes pour des recherches scientifiques de classe mondiale depuis l'espace en utilisant des technologies innovantes, approches de gestion rationalisées et efficaces dans les domaines des sciences de l'héliophysique et de l'astrophysique. La Direction de la mission de technologie spatiale de la NASA soutient la composante SEXTANT de la mission, démonstration de la navigation des engins spatiaux à base de pulsar.