La Recherche des Pulsars avec Virgo

Tania Régimbau

VIRGO/ARTEMIS

Evolution de la Sensibilité de Virgo

Comparaison avec LIGO

Sources d’Ondes Gravitationnelles

• Sources périodiques (pulsars)

• Sources impulsionnelles (supernovae)

• Coalescence de binaires denses (DNS, DBH…)

• Fond stochastique (cosmologique, astrophysique)

Génération d’Ondes Gravitationnelles par les

Etoiles à Neutrons

précessiontriaxialité

accrétion

modes d’oscillation

Composantes de polarisation de l’onde:

Effet Doppler dû au mouvement orbital autour du Soleil et à la rotation de la Terre:

Emission triaxiale - Signal

222

00 4

0

1 cos( ) cos ( ) 16

avec 2( ) cos sin ( )

rotZZ

ih t h t fGI

hc d

h t h i t

2 20 0 0 0

wave detectorEinstein Shapiro

1 1( ) 2 ( ( ) ( ) ( ) )

2 6ˆ

t f T T f T T f T T

k rT t

c

Emission triaxiale – Sensibilité

Valeurs supérieures en négligeant l’émission électromagnétique

10 100 10001E-30

1E-29

1E-28

1E-27

1E-26

1E-25

1E-24

1E-23

1E-22

1E-21

1E-20

1E-19

10 kpc; =10-61 kpc; =10

-6

Crab

1 kpc; =10-9

C7 (3.13 days) Virgo design (1 yr) LIGO I design (1 yr) LIGO ad design (1 yr) EGO design (1 yr) observed pulsars (spindown UL)

GW

am

plitu

de

fg Hz

recherche aveugle (espace de Fourier)

- cohérente: sensibilité optimale

• dans une région limitée de l’espace des paramètres (centre galactique/Gould Belt, paramètres de rotation des pulsars jeunes)

• sur un faible échantillon de données

- semi-cohérente (transformées de Radon/Hough): sensibilité sous-optimale/temps de calculs optimisés

recherche dirigée des pulsars connus (domaine temporel, filtre adapté)

- cibles privilegiées: pulsars jeunes (rapides/ellipticité grande) et proches

- observations radio: distance, coordonnées célestes, fréquence et dérivées, glitches?

- paramètres du filtre:

Emission triaxiale - Détection

0 0, , , h i

Emission tri-axiale – Premiers Résultats

LIGO S2, recherche dirigée pour 28 pulsars isolés (gr-qc/0410007)

Modes d’Oscillations

Fluide

• G: mode de gravité (polaire) • P: mode de pression (polaire) • F: mode fondamental de surface (polaire) • R: mode de rotation (axial)

Espace temps

• W(aves) (polaire+axial)

Astéroséismologie

10

4.14

10

34.1 65.1485.22(sec)

1

R

M

R

M

f

La fréquence et le temps de relaxation dépendent seulement de la masse et du rayon et déterminent de façon unique l’équation d’état (EOS)

Andersson-Kokkotas (1996-98)

Sensibilité des modes F et W

Sathyaprakash, LSC meeting, March 2004

signal: sinusoïde amortie

filtre adapté à 2 paramètres: masse et rayon

recherche en coïncidence avec l’observation de glitches en radioastronomie

Catalogue des pulsars avec glitches

PSRJ Period (s) dP/dt D(kpc) association N glitches

1 J0835-4510 0.08933 1.25008E-13 0.29 SNR:Vela 142 J1740-3015 0.60667 4.6587E-13 3.28 * 143 J1341-6220 0.19334 2.53107E-13 8.55 SNR:G308.8-0.1 124 J0534+2200 0.03309 4.22765E-13 2 SNR:Crab 115 J1801-2304 0.4158 1.12882E-13 13.49 SNR:W28(?) 66 J1048-5832 0.12367 9.6319E-14 2.98 * 37 J1644-4559 0.45506 2.00902E-14 5.3 * 38 J1803-2137 0.13362 1.34105E-13 3.94 SNR:G8.7-0.1(?) 39 J1825-0935 0.76898 5.22853E-14 1 * 310 J2116+1414 0.44015 2.89263E-16 4.43 * 311 J0358+5413 0.15638 4.39686E-15 2.07 * 212 J1105-6107 0.06319 1.58266E-14 7.07 * 213 J1721-3532 0.28042 2.51862E-14 6.36 * 214 J1731-4744 0.82983 1.63626E-13 4.98 * 215 J1755-2521 1.17597 9.01928E-14 4.12 * 216 J1801-2451 0.12492 1.27906E-13 4.61 * 218 J1910-0309 0.5046 2.18734E-15 10.25 * 2

Conclusions Emission triaxiale:

• La sensibilité des interféromètres terrestres permet déjà de fixer des contraintes intéressantes sur l’amplitude gravitationnelle et l’ellipticité

• Dans le cadre de la recherche dirigée, nous avons besoin des observations radios pour suivre de façon précise l’évolution de la période et la position de la source (pulsars jeunes rapides et proches)

Modes d’oscillation:

• Constituent un moyen unique de sonder l’EOS des étoiles à neutrons.

• Nous avons besoin des observations radios pour déterminer l’instant d’émission (en coïncidence avec les glitches) et confirmer une éventuelle détection.