L’observation incroyable d’un pulsar à 6500 années-lumière

Le pulsar PSR B1957 + 20 est vu en arrière-plan

Imaginez une puce sur la surface de Pluton vue à travers un télescope. Cela vous donne une idée de l’exploit réalisé par une équipe d’astronomes, qui explique avoir réussi à faire la distinction entre les points de lumière sur un pulsar de 20 kilomètres de diamètre, et ce à 6 500 années-lumière de la Terre. Ces astronomes canadiens ont récemment profité d’une caractéristique unique permettant d’amplifier suffisamment le spectre des faisceaux d’un pulsar pour leur permettre de différencier leurs positions. Pour comprendre ce phénomène, il est utile de se familiariser avec l’objet. Découvert il y a 30 ans, le pulsar PSR B1957 + 20 est un monstre qui incarne l’objet le plus massif de son genre. Il peut s’apparenter à une étoile à neutrons emballée dans un espace pas plus grand qu’une grande ville, qui tourne sur elle-même plusieurs centaines de fois par seconde, tout en se déplaçant autour d’une autre étoile plus froide environ tous les neuf heures.

Ce pulsar scintille grâce aux champs magnétiques intenses qui canalisent le rayonnement électromagnétique dans deux cônes d’ondes radio incroyablement intenses. Par ailleurs, la distance entre le pulsar et son compagnon, une grosse naine brune (environ un tiers du diamètre du Soleil), est d’environ deux millions de kilomètres, ou cinq fois la distance entre la Terre et la Lune. C’est juste assez proche pour que les rayons intenses du pulsar fassent cuire son compagnon à des températures correspondant à celles de notre propre Soleil (soit environ 6000 °C à sa surface). Cette interaction forme alors un nuage de plasma au-dessus de la surface de la naine brune dans l’espace, créant une coquille diffuse de gaz.

Tout comme la lumière des étoiles scintille dans notre atmosphère, la lumière du pulsar et de son compagnon se déforme à mesure que les densités du plasma changent en orbite, offrant aux astronomes l’occasion d’observer de plus près son spectre d’émission. "Le gaz agit comme une loupe juste devant le pulsar", explique Robert Main, de l’Université de Toronto et principal auteur de l’étude. "Nous regardons essentiellement le pulsar à travers une loupe naturelle qui nous permet périodiquement de voir les deux régions séparément".

En plus d’être une observation d’une résolution incroyablement élevée, le résultat pourrait être un indice de la nature de phénomènes mystérieux connus sous le nom de sursauts radio rapide, ou FRB. "De nombreuses propriétés observées de FRB pourraient être expliquées si elles sont amplifiées par des lentilles de plasma", note le chercheur.

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