Découvert initialement dans les données gamma du télescope Fermi par les membres du projet de science citoyenne [email protected], un pulsar étonne les astrophysiciens. À l'occasion d'une supernova, il a reçu une impulsion qui le propulse à une vitesse vertigineuse dans la Voie lactée qu'il finira par quitter.

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Il s'appelle PSR J0002+6216 (J0002 pour les intimes) et c'est le cadavre d'une étoileétoile sous la forme d'une étoile à neutrons, ce qui veut dire qu'il pourrait concentrer toute la massemasse du SoleilSoleil dans une sphère de quelques dizaines de kilomètres de diamètre. C'est aussi un pulsarpulsar, il se comporte donc comme une balise radioradio, plus exactement un phare que peuvent écouter des radiotélescopesradiotélescopes sur TerreTerre car, par chance, d'une région de cet astreastre compact en rotation rapide sur lui-même partent des émissionsémissions radio collimatées qu'intercepte notre planète.

Toutefois, J0002, qui est situé à environ 6.500 années-lumièreannées-lumière du Système solaireSystème solaire dans la Voie lactée quand on regarde en direction de la constellationconstellation de Cassiopée, n'a pas été découvert initialement dans le domaine des ondes radio. Il l'a été, en 2017, grâce aux ordinateursordinateurs des particuliers offrant gratuitement du temps et de la puissance de calcul via leurs ordinateurs personnels dans le cadre du projet de science citoyenne [email protected]. En l'occurrence, il s'agissait d'économiser 10.000 ans de calcul avec un seul ordinateur pour analyser les données collectées dans le domaine gamma par le satellite de la NasaNasa Fermi. J0002 est donc un pulsar gamma.


Une présentation de la découverte de J0002. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa Goddard

On vient d'apprendre que le réseau de radiotélescopes Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) a été mis à contribution pour regarder de plus près ce pulsar et que les observations ont conduit un groupe d'astrophysiciensastrophysiciens à des conclusions surprenantes. Les images obtenues ont par exemple montré clairement que l'étoile à neutronsétoile à neutrons laissait derrière elle, dans le milieu interstellaire dans lequel elle produit une onde de choc, une queue dense en énergieénergie magnétique où des particules accélérées rayonnent en radio.

Cette queue pointe clairement en direction du centre des restes d'une supernovasupernova baptisés CTB 1 dont l'étude a prouvé qu'elle était survenue il y a environ 10.000 ans. J0002 est à une distance de 53 années-lumière de ce centre, mais à seulement 13 années-lumière de la surface de l'onde de choc propre à l’explosion de la supernova qui continue à se propager dans le milieu interstellaire.

J0002, un laboratoire pour comprendre l'origine des pulsars véloces ?

Or, la vitessevitesse de J0002 a été déterminée. Elle est exceptionnelle, environ 1.100 kilomètres par seconde soit cinq fois plus que la vitesse moyenne des pulsars connus. Ainsi, cette étoile à neutrons finira par quitter notre Voie lactéeVoie lactée, sa vitesse étant supérieure à la vitesse de libération de notre GalaxieGalaxie, ou qu'elle peut parcourir la distance Terre-Lune en six minutes.

On ne sait pas très bien ce qui a pu conduire le pulsar à être propulsé aussi vite, de sorte qu'il a fini par rattraper le front de l'explosion de la supernova qui se déplaçait plus vite que lui. Ce n'est pas la première fois que l'on détecte des pulsars rapides dans la Voie lactée, au point de devoir un jour la quitter. Plusieurs explications ont été proposées sans que l'on sache encore vraiment quelle est ou quelles sont les bonnes.

Une situation simple à comprendre fait intervenir une étoile binairebinaire dans laquelle l'une explose donc en supernova ce qui va modifier le rapport des masses et donc des quantités de mouvementquantités de mouvement du système puisque le souffle de l'explosion, va éjecter de la matièrematière de l'astre. La binaire est déstabilisée et une sorte d'effet de fronde laisse alors partir un des astres qui peut être un vieux pulsar ou le pulsar nouvellement formé.

L'explosion d'une SN Ia ne donne pas de pulsar mais une SN II oui et il se pourrait, dans ce cas, que l'explosion soit asymétriqueasymétrique, de sorte qu'un peu plus de quantité de mouvement soit éjectée dans une direction particulière, donnant un coup d'envoi à la façon d'une fusée pour le cadavre de l'étoile morte en supernova.

« De nombreux mécanismes pour produire une impulsion ont été proposés. Ce que nous voyons dans le cas de PSR J0002+6216 soutient l'idée que des instabilités hydrodynamiques dans l'explosion de la supernova sont responsables de la grande vitesse de ce pulsar », a déclaré l'astrophysicien états-unien Dale Frail.

« Nous avons encore beaucoup de travail à faire pour bien comprendre ce qui se passe avec ce pulsar, et c'est une excellente occasion d'améliorer notre connaissance des explosions de supernovae et des pulsars », précise son collègue Frank Schinzel, lui aussi chercheur à l'Observatoire national de radioastronomie (NRAO) à Socorro, Nouveau-Mexique et l'un des auteurs d'un article au sujet de J0002.