AXP4, un simulateur numérique de profils de pulsations pour les pulsars X à accrétion binaire - I : Géométries des faisceaux

Cet article présente des profils de pulsations modélisés provenant de pulsars X à accrétion binaire en utilisant des simulations numériques haute résolution pour les géométries de faisceau d'émission en crayon et en éventail, chacune avec deux profondeurs optiques différentes obtenues à l'aide d'un nouveau code numérique AXP4 développé dans ce travail. Des améliorations nettes et pointues des profils de pulsations à plateau connu sont obtenues en extrapolant les fonctions d'émission du modèle disponibles dans la littérature sur l'ensemble de la gamme des angles d'émission pour une description réaliste. L'effet de la déviation de la lumière généralisée due à la forte gravité près de l'étoile à neutrons est pris en compte, mettant à jour des tentatives précédentes avec de nouvelles approximations analytiques pour les trajectoires des photons dans l'espace-temps courbé rapportées dans la littérature (y compris une contribution de flux supplémentaire provenant de la face sombre non visible du pulsar). L'incorporation de l'autre effet relativiste général du décalage gravitatoire est observée comme un rougissement du faisceau du pulsar vers des énergies de plus en plus basses le long de la bande d'observation des rayons X. L'intégration de cette émission sur une géométrie de panneau circulaire pour deux points chauds antipodaux situés à la même hauteur aux pôles de l'étoile à neutrons présente des profils de pulsations composites lissés et courbés par la gravité à l'observateur. Une comparaison entre les profils de flux non normalisés correspondants est incluse. Pour la complétude théorique et la base de référence, ce traitement est également appliqué à des émetteurs isotropes avec injection uniforme et faisceaux assombris en bordure. La possibilité de la production d'anneaux d'Einstein autour d'un pulsar pour une valeur limite du paramètre de compacité est une caractéristique distinctive.