The Optical Counterpart of SAX J1808.4-3658 in Quiescence: Evidence of an Active Radio Pulsar?

Abstract

The optical counterpart of the binary millisecond X-ray pulsar SAX J 1808.4-3658 during quiescence was detected at V = 21.5 mag, inconsistent with intrinsic emission from the fain companion star. We propose that the optical emission from this system during quiescence is due to the irradiation of the companion star and a remnant accretion disk by the rotational energy released by the fast spinning neutron star, switched on, as magneto-dipole rotator (radio pulsar). In this scenario the companion behaves as a bolometer, reprocessing in optical part of the power emitted by the pulsar. The reprocessed fraction depends only on known binary parameters. Thus the blackbody temperature of the companion can be predicted and compared with the observations. Our computations indicate that the observed optical magnitudes are fully consistent with this hypothesis. In this case the observed optical luminosity may be the first evidence that a radio pulsar is active in this system in quiescence.

Resumen

La contraparte óptica del pulsar binario SAX J1808.4-3658 que emite en rayos X con un período de milisegundos, ha sido detectada durante su estapa de quietud a V = 21.5 mag; lo cual es inconsistente con la débil emisión de la estrella compañera. Proponemos que la emisión en el óptico de este sistema durante su etapa de quietud es debida a la irradiación de la estrella compañera y a un disco de acreción permanente provocado por la energía rotacional producida por el rápido giro de la estrella de neutrones que actúa como un dipolo magnético rotante (radio pulsar). En este escenario, la compañera se comporta como un bolómetro, reprocesando en el óptico parte de la potencia emitida por el pulsar. La fracción reprocesada depende sólo de parámetras conocidos del sistema binario; la temperatura de cuerpo negro asociada a la estrella compaúera puede predecirse y ratificarse con observaciones. Nuestros cálculos indican que las magnitudes ópticas observadas son totalmente compatibles con esta hipótesis. En el caso de que esto sea así, la luminosidad observada en el óptico puede ser la primera evidencia de que hay un radio pulsar activo en este sistema en quietud.