Profils d'impulsions pour XTE J1946+274 dans huit bandes d'énergie à partir des données NuSTAR en juin 2018. Le taux de comptage a été normalisé à la valeur moyenne dans une bande donnée. Crédit :Gorban et al., 2021.
En utilisant le vaisseau spatial NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) de la NASA, Des astronomes russes ont étudié un pulsar à rayons X transitoire connu sous le nom de XTE J1946+274. Résultats de l'étude, présenté dans un article publié le 11 octobre sur arXiv.org, fournir plus d'informations sur la nature de cet objet.
Les pulsars à rayons X (également appelés pulsars à accrétion) sont des sources affichant des variations périodiques strictes de l'intensité des rayons X, consistant en une étoile à neutrons magnétisée en orbite avec un compagnon stellaire normal. Dans ces systèmes binaires, l'émission de rayons X est alimentée par la libération d'énergie potentielle gravitationnelle lorsque le matériau est accrété à partir d'un compagnon massif. Les pulsars à rayons X sont parmi les objets les plus lumineux du ciel à rayons X.
XTE J1946+274 est un pulsar à rayons X transitoire détecté pour la première fois lors de son explosion en septembre 1998 avec le moniteur All-Sky (ASM) à bord du Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE). Le pulsar est situé à quelque 32, 000 années-lumière et présente des pulsations cohérentes avec une période de 15,83 secondes.
La dernière explosion de XTE J1946+274 s'est produite en 2018 et une équipe d'astronomes dirigée par Alena Gorban de l'Institut russe de recherche spatiale a décidé d'utiliser NuSTAR pour effectuer une analyse spectrale et temporelle de l'émission de ce pulsar. La recherche a été complétée par les données du vaisseau spatial Swift de la NASA.
"Dans ce document, nous avons analysé les données d'observation du pulsar à rayons X XTE J1946+274, obtenu avec l'observatoire Nustar en juin 2018, " ont écrit les chercheurs.
L'étude réalisée par l'équipe de Gorban a révélé que le spectre à large bande de XTE J1946+274 pouvait être mieux décrit soit par le modèle de Comptonisation, soit par une loi de puissance avec une coupure exponentielle de haute énergie, dont l'absorption aux basses énergies et la raie du fer uorescent à 6,4 keV.
De plus, une raie d'absorption cyclotron à une énergie d'environ 38 keV a été détectée dans le spectre du pulsar, confirmer les hypothèses fondées sur les observations précédentes. La détection a permis aux astronomes de calculer l'intensité du champ magnétique à la surface de l'étoile à neutrons du pulsar. Cette valeur a été estimée à un niveau de 3,2 billions de G.
Selon le journal, les profils d'impulsion observés du XTE J1946+274 changent sensiblement avec l'augmentation de l'énergie. Les observations ont identifié deux pics séparés approximativement de la moitié de la phase à des énergies de 3 à 20 keV. Les chercheurs proposent une hypothèse qui pourrait expliquer un tel comportement.
"L'explication la plus naturelle de ce fait est que ces deux pics sont associés à l'émission des deux pôles d'étoiles à neutrons. À mesure que l'énergie augmente, ces pics se transforment en un pic qui est observé jusqu'à environ 79 keV, ", ont écrit les auteurs de l'étude.
La recherche a également révélé que les maxima des largeurs équivalentes des lignes de fer ne coïncident pas avec les maxima du profil d'impulsion. La découverte a permis aux scientifiques de déterminer le délai (environ 12,6 secondes) entre les pics d'émission et de largeur équivalente, ce qui correspond à une distance d'environ 3,8 millions de kilomètres. Cette valeur dépasse la taille interne du disque d'accrétion mais est beaucoup plus petite que la distance à l'étoile compagnon de XTE J1946+274.
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