Deux chercheurs du CNRS et du Goddard Space
Center de la Nasa viennent de découvrir un nouveau pulsar cumulant
les caractéristiques d'être à la fois le plus puissant jamais
observé, et le premier jamais détecté dans une autre galaxie.
Situé à 163.000 années-lumière dans le Grand Nuage de Magellan, une
des galaxies les plus proches de la nôtre, PSR J0540-6919 est le
premier pulsar extragalactique connu, ce qui en fait aussi le plus
éloigné. Et ce n'est pas tout, car c'est aussi celui qui émet le
plus de rayons gamma.
L'intérêt de ce pulsar ne s'arrête pas là. Car il est aussi
remarquablement jeune : environ 1000 ans, une étincelle à l'échelle
de l'Univers, alors que la plupart des autres objets de ce type
affichent un âge s'étalant dans une fourchette allant de 10.000 ans
à plusieurs centaines de millions d'années. Pour un peu, nous
aurions pu assister à sa naissance ! Bonjour bébé !
Qu'est-ce qu'un pulsar ?
Ces astres extraordinairement massifs sont les vestiges de certaines
étoiles massives qui ont explosé en supernova, se transformant en
étoiles à neutrons. Après s'être effondrés sur eux-mêmes, leur
vitesse de rotation s'est considérablement accrue. Ainsi, PSR
J0540-6919 effectue un tour sur lui-même tous les 50 millièmes de
seconde. Cela engendre un puissant champ magnétique, ce qui induit
la création de rayonnements de diverses fréquences (radio, lumière
visible, rayons X et gamma) suite à des réactions encore mal
comprises. Ce rayonnement parvient aux télescopes de manière pulsée,
ce qui permet de déterminer la vitesse de rotation de l'astre.
A ce jour, environ 2500 pulsars ont été découverts, dont environ 160
par le Large Area Telescope (LAT) à bord du satellite Fermi
de la Nasa, sensible dans le rayonnement gamma, auquel on doit la
découverte de PSR J0540-6919.
Un travail de fourmi !
Une telle découverte n'a rien d'aisé. En effet, le signal émis
depuis une distance de 163.000 années-lumière est faible, très
faible. Il faut d'abord collecter suffisamment de photons pour le
reconstituer, c'est ce que les astronomes font tous les jours
lorsqu'ils enregistrent une image par une pause prolongée. Mais ici,
la difficulté se corse car pour déterminer la fréquence du pulsar,
il faut aussi classer ces photons par ordre d'arrivée afin de mettre
en évidence la variation de luminosité. Dans le cas de PSR
J0540-6919, cette observation s'est étalée sur… 75 mois, soit la
totalité des données acquises par le satellite depuis sa mise en
orbite, qu'il a fallu cumuler.
Les scientifiques ont cependant été aidés par l'extraordinaire
puissance du pulsar. En effet, celui-ci dégage une intensité de 10
31 watts, soit 100.000 fois la luminosité du Soleil. Il
s'agit aussi du plus puissant pulsar gamma connu, 20 fois plus
lumineux que le pulsar du Crabe, qui détenait jusqu'à présent le
record absolu.
Jean Etienne
Sources principales :
An extremely bright gamma-ray pulsar in the Large Magellanic Cloud,
The Fermi LAT collaboration. Science, 13 novembre 2015. DOI :
10.1126/science.aac7400.
Fermi finds the first extragalactic gamma-ray pulsar (NASA's
Goddard Space Flight Center).
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