En utilisant le vaisseau spatial indien AstroSat, les astronomes ont effectué des observations spectrales et temporelles à large bande d'un pulsar à rayons X ultra-lumineux (ULX) connu sous le nom de Swift J0243.6+6124. Résultats de cette campagne d'observation, présenté dans un article publié le 16 octobre sur arXiv.org, révéler plus de détails sur les propriétés de ce pulsar.

Les 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 émettent à toutes les longueurs d'onde. Ils sont moins lumineux que les noyaux galactiques actifs, mais plus uniformément lumineux que n'importe quel processus stellaire connu. Bien que de nombreuses études sur les ULX aient été menées, la nature fondamentale de ces sources reste encore inconnue.

Certains ULX présentent des pulsations de rayons X cohérentes, et sont donc classés comme pulsars ULX (ULP). À ce jour, seule une poignée d'ULP a été identifiée et l'un d'entre eux est Swift J0243.6+6124 (ou J0243 en abrégé). La découverte de ce pulsar a été signalée en octobre 2017, lorsque des pulsations de rayons X d'environ 9,86 secondes ont été détectées à partir d'une source de rayons X transitoire en explosion par le vaisseau spatial Swift de la NASA dans la bande 0,2-10 keV. A une distance d'environ 23, 000 années-lumière, J0243 est le premier ULP galactique détecté à ce jour.

J0243 a en outre été observé avec AstroSat lors de son activité d'éclatement 2017-2018, dans le cadre d'une campagne multi-longueurs d'onde. Maintenant, une équipe d'astronomes dirigée par Aru Beri de l'Indian Institute of Science Education and Research (IISER) à Mohali, Inde, a publié les résultats de ces observations, ce qui pourrait nous aider à mieux comprendre la nature de ce pulsar.

"AstroSat a observé J0243 à deux reprises lors de son explosion de 2017-18, et nous avons analysé les données obtenues sur une large gamme d'énergie (0,3-150 keV) avec ses trois instruments à rayons X, ", ont écrit les chercheurs dans le journal.

AstroSat a permis à l'équipe de Beri de détecter des pulsations de rayons X jusqu'à 150 keV lors de la seconde observation. Cependant, pour la première observation relativement plus faible, les pulsations n'ont été détectées que jusqu'à 80 keV. Les profils de pouls moyens ont révélé un comportement à double pic au cours des deux observations, séparés d'environ 19 jours, ce qui pourrait être dû à la contribution des deux pôles magnétiques de l'étoile à neutrons ou des deux côtés d'un faisceau en éventail d'un pôle.

Les résultats indiquent que J0243 s'accrut au niveau sub-Eddington (environ 70 undécillions erg/s) lors de la première observation AstroSat et au niveau super-Eddington (environ 600 undécillions erg/s) lorsqu'il a été observé pour la deuxième fois. Les astronomes ont noté que les données spectrales au niveau sub-Eddington pouvaient être bien modélisées en utilisant une loi de puissance de coupure à haute énergie absorbée et un corps noir. En ce qui concerne la phase super-Eddington, ils ont ajouté qu'il nécessite des composants supplémentaires tels qu'un autre corps noir et un composant gaussien pour la raie d'émission de fer.

Les auteurs de l'article supposent la présence de deux corps noirs :un avec un rayon d'environ 18−19 km pour celui à haute température, et un autre avec un rayon de 121−142 km pour celui à basse température. Cela indique peut-être une contribution à l'émission thermique de la colonne d'accrétion et des écoulements optiquement épais.

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