Illustration du pulsar J2032 pénétrant l’environnement de son compagnon, la géante bleue MT91 213. Le phénomène se produira en 2018 et occasionnera un remarquable feu d’artifice qui sera disséqué dans toutes les longueurs d’onde par de nombreux astrophysiciens. © Nasa, GSFC

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Un feu d'artifice céleste... en 2018, offert par le pulsar J2032

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En cette fin de semaine, le ciel de l'Hexagone va s'illuminer de mille feux d'artifices. Des spectacles mis en scène par les Hommes. Mais, début 2018, c'est l'Univers lui-même nous offrira une féérie lumineuse, invisible à l'œil nu mais pasionnant pour les astrophysiciens. En effet, comme nous l'annoncions il y a deux ans déjà, un pulsar, désigné J2032, frôlera son étoile compagnon, une géante bleue, et déclenchera un feu d'artifice cosmique retentissant. Les chercheurs disposent encore de quelques mois pour se préparer à étudier le phénomène dans plusieurs longueurs d'onde.

Article paru le 10 juillet 2015

J2032+4127 (ou J2032) est le cœur résiduel, très dense et compact, d'une étoile massive qui s'est effondrée sur elle-même et a brutalement explosé en supernova voici plusieurs centaines ou milliers d'années. Pas moins d'une masse solaire de matière est ainsi écrasée dans une sphère de la taille d'une grande ville (environ 20 km de diamètre), en rotation sur elle-même sept fois par seconde. Ces caractéristiques conjuguées à un intense champ magnétique qui émet notamment dans le domaine radio en font un pulsar (le nom vient de l'anglais pulsating radio source).

Celui-ci a été découvert en 2009 et, à la différence de beaucoup d'autres qui ont été identifiés lorsque leurs faisceaux balayaient dans notre direction, il a été repéré grâce à ses pulsations dans le rayonnement gamma, débusquées avec l'instrument LAT (Large Area Telescope) du satellite Fermi (Fermi Gamma-ray Space Telescope).

David Thompson, de l'équipe scientifique de cette mission au Goddard Space Flight Center de la Nasa, rappelle à ce propos que « deux douzaines de pulsars ont été découverts de cette façon [sondage « à l'aveugle » dans le rayonnement gamma, NDLR] au cours de la première année avec les données du LAT, parmi lesquels J2032. Presque tous n'auraient pas été trouvés sans Fermi », souligne-t-il.

Cet évènement cosmique attendu notamment par la Nasa devrait se produire en 2018, à environ 5.000 années-lumière de la Terre, lorsqu’un pulsar entrera en collision avec le disque de gaz qui entoure une étoile massive. Nombre de chercheurs suivront le phénomène en direct, dans plusieurs longueurs d’onde grâce à une pléthore de télescopes qui s’y préparent. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle avec deux barres horizontales en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître, si ce n'est pas déjà le cas. En cliquant ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, vous devriez voir l'expression « Traduire les sous-titres ». Cliquez pour faire apparaître le menu du choix de la langue, choisissez « français », puis cliquez sur « OK ». © Nasa, GSFC

Quand un pulsar frôle une étoile très massive

Entre 2010 et 2014, une fois la position du pulsar connue, des radioastronomes du centre d'astrophysique Jodrell Bank à l'université de Manchester, au Royaume-Uni, ont pu le suivre. Ils furent manifestement très intrigués par son comportement : « nous avons détecté d'étranges variations dans sa rotation et la vitesse à laquelle il ralentit », commente Andrew Lyne, membre de l'équipe qui a mené ces observations. « Finalement, nous avons réalisé que ces particularités ont été causées par son mouvement autour d'une étoile, ce qui en fait le système binaire contenant un pulsar radio avec la plus longue période. » Son compagnon, loin d'être discret, est une étoile bleue de type spectral Be, très chaude et brillante (10.000 fois la luminosité du Soleil), 15 fois plus massive que notre étoile. Désignée MT91 213, elle brille au sein de la Voie lactée, à environ 5.000 années-lumière de la Terre, dans la direction de la constellation du Cygne.

Après calcul des orbites des deux astres, il a été établi que le pulsar passe à proximité de la géante bleue tous les 25 ans. Sa trajectoire a vraisemblablement été modifiée lorsque, encore étoile, celle-ci a explosé. Les astronomes ont donc rendez-vous début 2018. En traversant les nuées de particules éjectées par l'étoile massive, J2032 va alors allumer ou déclencher un véritable feu d'artifice cosmique dans les hautes énergies que beaucoup ne sauraient manquer. Voilà en effet une magnifique opportunité d'étudier le champ magnétique de cette étoile de type Be, son champ gravitationnel, ses tempêtes de vent stellaires et son environnement. « Cette alerte d'un feu d'artifice énergétique prévu trois ans à l'avance nous permet de nous préparer à étudier le système binaire à travers tout le spectre électromagnétique avec les plus grands télescopes », se réjouit Bern Stappers, professeur à l'université de Manchester.