PSR J1906+0746 - Définition

Caractéristiques physiques

L'astre observé comme pulsar a une période de rotation de 144 millisecondes. Son âge estimé par la méthode de l'âge caractéristique est de 112 000 ans environ. Cette période plutôt courte en fait un pulsar relativement jeune. Sa masse totale est d'environ 2,61 masses solaires, compatible avec l'hypothèse que le système est composé de deux étoiles à neutrons. Cette valeur de la masse totale demeure cependant inférieure au double de la masse de Chandrasekhar, laissant ouverte la porte à l'hypothèse que le compagnon du pulsar soit en réalité une naine blanche. Plus précisément, l'analyse des signaux reçus permet de déterminer une certaine combinaison appelée fonction de masse, dépendant des masses des deux pulsars et de l'inclinaison de son plan orbital. Combiné à l'observation de la précession du périastre du système, on en déduit une masse totale de 2,61 masses solaires pour une fonction de masse de 0,11 masse solaire. Avec une masse minimale connue pour une étoile à neutron de 1,25 masse solaire (dans PSR J0703-3039), la masse du compagnon est selon toute vraisemblance comprise entre 1,17 et 1,36 masse solaire.

Des recherches approfondies en optique ou radio n'ont pas permis de détecter ce compagnon, dont la nature exacte est par conséquent à ce jour (2007) inconnue. Il ne s'agit probablement pas d'une étoile de la séquence principale, qui serait aisément observable à cette distance. Selon toute vraisemblance, il s'agit donc d'un objet compact, mais probablement pas d'un trou noir du fait des contraintes portant sur la masse totale du système. Restent donc les hypothèses d'une naine blanche (si sa masse est dans la fourchette basse de l'estimation ci-dessus), ou d'une étoile à neutrons (dans le cas contraire). Les recherches entreprises à ce jour n'ont pas permis de mettre en évidence ce compagnon. L'absence de détection dans le domaine des ondes radio implique, étant donné les moyens mis en œuvre, que s'il s'agit d'un pulsar, alors sa densité de flux est, selon toute vraisemblance, inférieure à 5 microjanskys, ce qui le mettrait parmi le petit 0,5% des pulsars les moins lumineux détectés depuis la Terre. La recherche d'une contrepartie optique à ce compagnon, dans le cas où celui-ci est une naine blanche, n'a pas non plus donné de résultats. Si la naine blanche est née à la même époque que le pulsar, alors, partant de la distance estimée du pulsar, sa magnitude apparente est de 24. Si la naine blanche est plus âgée (un million d'années par exemple), sa magnitude pourrait atteindre 29, le rendant de fait inobservable avec les moyens actuels. Une autre possibilité de détection (indirecte) du compagnon serait la mise en évidence d'une variation du profil du signal périodique émis du fait des interactions avec la magnétosphère de l'autre astre, qui serait dans ce cas une étoile à neutrons. Un tel phénomène est observé dans PSR J0737-3039, mais risque d'être fortement atténué ici, du fait de la plus grande extension de l'orbite du système.

Implications sur le nombre de pulsars binaires

L'âge relativement jeune de J1906+0746 apparaît intrigant. Le temps pendant lequel un pulsar est suffisamment énergétique pour être observable (10 à 100 millions d'années) est 100 à 1000 fois plus grand que l'âge caractéristique de ce pulsar. Il apparaît de fait probable que le nombre de pulsars binaires de notre Galaxie doit être suffisamment important pour que l'observation d'un pulsar aussi jeune dans cette population ne soit pas trop rare. Dans le même ordre d'idée, les simulations indiquent qu'étant donné la sensibilité des instruments utilisés pour détecter ce pulsar, et étant donné la portion de ciel couverte, seul un objet de ce type sur 40 n'est en moyenne détectable, aussi cet objet apparaît-il signe de la présence d'une large population d'objets similaires dans notre seule galaxie.

Il reste cependant possible que l'âge caractéristique de ce pulsar ne reflète pas son âge réel : si les caractéristiques observationnelles (notamment la polarisation de son faisceau) de cet objet sont semblables à celle d'autres pulsars ayant le même âge caractéristique, aucun rémanent de supernova n'est observé ; or le pulsar est a priori suffisamment jeune pour que le rémanent issu de l'explosion qui lui a donné naissance soit encore observable.

Dans l'hypothèse, aujourd'hui jugée vraisemblable, où des objets du type de PSR J1906+0746 sont effectivement suffisamment nombreux pour que leur détection ne soit pas le fruit d'un heureux hasard, le taux de formation de ce type d'objet semble être de l'ordre de 1 tous les 60 millions d'années dans notre Galaxie.