In this thesis, I describe the discovery and follow-up study of a transition object, PSR J1023+0038 (hereafter J1023). This object currently appears as a radio millisecond pulsar (MSP) but appears to have had an accretion disc in 2001. This places it at a poorly understood point along the pulsar evolutionary track, at the end of a low-mass X-ray binary (LMXB) phase and the beginning of a MSP phase. I discuss the evidence for this history and how it fits into our models of LMXB/MSP evolution. I also describe X-ray observations that show X-ray emission apparently coming partly from the pulsar, and partly from an intrabinary shock. I describe a long-term program of radio observations of the system, which show in detail the eclipses (ordered and random), dispersion measure variations, and orbital period variations. I also examine the system's gamma-ray emission and find that it does not appear to be orbitally modulated but may be modulated at the pulsar period. I find that in its current state, radio emission from J1023 appears to be strongly affected by its Roche-lobe-filling companion, which seems to be magnetically active. This magnetic activity seems to support ionized material leaving the companion against the pulsar wind, and it also seems likely that it is responsible for the orbital period variations we observe. I attribute the companion's irradiation to heating by X-rays from a shock near the companion's surface. The observed variability in this shock may be related to activity within the companion. The question of whether or when J1023 will enter another active episode remains open, although comparison with the newly discovered system M28I shows that it is possible. / Dans cette thèse, je décris la découverte et l'investigation d'un objet transitionel, PSR J1023+0038 (J1023 subséquemment). Cet objet à ce moment appert être un pulsar radio à période milliseconde (MSP) mais apparemment avaît un disque d'accrétion en 2001. Ce fait identifie J1023 comme étant en transision à une phase mal comprise dans la séquence evolutionnaire des pulsars, à la fin d'une phase binaire aux rayons X à faible masse (LMXB) et au début d'une phase MSP. Je discute les preuves pour cette interprétation et comment cette interprétation s'accorde avec nos modèles d'evolution LMXB/MSP. Je décris aussi les observations en rayons X de J1023 qui démontrent que l'émission des rayons X viens en partie du pulsar et en partie d'un choc entre le pulsar et son compagnon. Je décris un programme à long terme d'observations de J1023 dans les ondes radio, qui démontre en détail les éclipses (ordonnées et aléatoires), les variations en mesure de dispersion, et les variations en période orbitale. J'examine aussi l'émission du système en rayons gamma et trouve qu'elle ne semble pas modulée à la période orbitale mais qu'elle pourrait être modulée à la periode du pulsar. Je trouve que dans son êtat actuel, l'émission radio de J1023 semble être fortement modifiée par son compagnon, qui remplit son lobe de Roche et qui semble être magnetiquement actif. Cette activité magnetique semble soutenir le matériel ionisé émis par le compagnon contre le vent du pulsar, et il semble aussi probable que cette activité est responsable pour les variations en période orbitale qui sont observées. J'attribue l'irradiation du compagnon au chauffage par rayons X venant d'un choc proche de la surface du compagnon. La question de si ou quand J1023 se trouvera dans un autre épisode d'activité reste ouverte, mais la connection avec le système recemment découvert M28I démontre qu'il s'agit d'une possibilité.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.121143 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Archibald, Andrew |
| Contributors | Victoria Kaspi (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Physics) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses |
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