Des astronomes ont repéré la lumière la plus énergétique observée à ce jour en provenance d’un pulsar
Des scientifiques affirment avoir détecté les rayons gamma les plus énergétiques provenant d’un pulsar, ce qui pourrait remettre en question nos connaissances actuelles sur ces événements cosmiques.
L’énergie de ces rayons gamma a été mesurée à 20 téraélectronvolts, soit 10 fois l’énergie de la lumière visible, selon les scientifiques qui utilisent le réseau de télescopes du High Energy Stereoscopic System (HESS) en Namibie.
Image d’entête : représentation artistique du pulsar Vela, au centre, et de sa magnétosphère, dont le bord est marqué par le cercle lumineux. Les traces bleues qui se déplacent vers l’extérieur représentent les trajectoires des particules accélérées. Celles-ci produisent un rayonnement gamma le long des bras d’une spirale en rotation en entrant en collision avec des photons infrarouges émis dans la magnétosphère (en rouge). (Crédit image : Science Communication Lab for DESY)
Un pulsar est un type d’étoile à neutrons, c’est-à-dire le vestige d’une étoile qui a explosé de manière spectaculaire en supernova. Les étoiles à neutrons sont considérées comme des pulsars lorsqu’elles tournent extrêmement vite, libérant des faisceaux rotatifs de rayonnement électromagnétique.
Représentation d’une étoile à neutrons, encore appelée pulsar, en rotation rapide. (NASA Goddard)
Selon la NASA, la plupart des étoiles à neutrons sont détectées comme des pulsars en raison des impulsions régulières de rayonnement qu’elles émettent. Elles sont parfois décrites comme des « phares cosmiques » en raison de ces éclairs réguliers.
Dans cette récente étude, les scientifiques ont examiné le pulsar Vela, qui tourne environ 11 fois par seconde, à l’aide de l’observatoire HESS. Selon les chercheurs, cet observatoire a détecté une nouvelle composante de rayonnement à une énergie beaucoup plus élevée que celle précédemment observée.
Position de Vela dans la Voie lactée. (NASA/ DOE/ International LAT Team)
Ci-dessous : les restes encore appelés rémanent de la supernova Vela, imagés en 2022 par l’OmegaCAM du VLT Survey Telescope au Chili. Ce vestige se trouve dans la constellation des Voiles. (ESO/VPHAS+ team/ Cambridge Astronomical Survey Unit)
Selon le professeur Christo Venter, de la Collaboration H.E.S.S. et de l’université du Nord-Ouest en Afrique du Sud :
Ce résultat était environ 200 fois plus énergétique que tous les rayonnements jamais détectés auparavant en provenance de cet objet.
Ce résultat a laissé l’équipe perplexe, car les modèles classiques ne peuvent expliquer les observations, selon Arache Djannati-Atai, du laboratoire français Astroparticules et Cosmologie (APC) qui ajoute :
Ce résultat remet en question nos précédentes connaissances sur les pulsars et oblige à reconsidérer le fonctionnement de ces accélérateurs naturels. Cette découverte ouvre une nouvelle fenêtre d’observation pour la détection d’autres pulsars dans la gamme des dizaines de téraélectronvolts avec les télescopes à rayons gamma actuels et futurs plus sensibles, ouvrant ainsi la voie à une meilleure compréhension des processus d’accélération extrême dans les objets astrophysiques fortement magnétisés.
Présentation de la découverte par le Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY/ Synchrotron à électrons allemand) :
En août, des chercheurs étudiant un pulsar situé à 4 500 années-lumière de la Terre ont découvert son comportement étrange. Le pulsar, appelé PSR J1023+0038 ou J1023 en abrégé, passe d’un mode à un autre depuis une dizaine d’années : L’un dans lequel l’étoile émet de la lumière visible à haute fréquence, de la lumière ultraviolette et des rayons X, et l’autre dans lequel elle s’assombrit et émet des ondes radio à basse fréquence.
Les scientifiques en ont déduit que, dans le mode à basse fréquence, la matière tombe vers la surface du pulsar et est repoussée vers l’extérieur par son jet. Au cours de ce processus, la matière entourant l’étoile se réchauffe, ce qui déclenche le mode à plus haute fréquence de J1023.
L’étude du HESS publiée dans Nature Astronomy : Discovery of a radiation component from the Vela pulsar reaching 20 teraelectronvolts et présentée sur le site du Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY/ Synchrotron à électrons allemand) : Scientists discover the highest energy gamma-rays ever from a pulsar.