Le reste de la supernova CTB 1 ressemble à une bulle fantomatique sur cette image, qui associe les nouvelles observations à 1,5 gigahertz du radiotélescope Very Large Array ou VLA (orange, proche du centre) à des observations plus anciennes provenant du Canadian Galactic Plane Survey de l’observatoire fédéral de radioastrophysique (1,42 gigahertz, magenta et jaune ; 408 mégahertz, vert) et données infrarouges (bleu). Les données VLA révèlent clairement la trace droite brillante du pulsar J0002 + 6216 et le bord incurvé de la coquille du reste de la supernova. © Image composite de Jayanne English, Université du Manitoba, utilisant les données de NRAO/F. Schinzel et al., DRAO/Canadian Galactic Plane Survey et Nasa/Iras

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Ce pulsar est éjecté comme un boulet de canon par une supernova !

ActualitéClassé sous :Etoile à Neutrons , Pulsar , Fermi Gamma-Ray Space Telescope

Découvert initialement dans les données gamma du télescope Fermi par les membres du projet de science citoyenne Einstein@Home, 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.

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

Toutefois, J0002, qui est situé à environ 6.500 années-lumière du Système solaire dans la Voie lactée quand on regarde en direction de la constellation de Cassiopée, n'a pas été découvert initialement dans le domaine des ondes radio. Il l'a été, en 2017, grâce aux ordinateurs des particuliers offrant gratuitement du temps et de la puissance de calcul via leurs ordinateurs personnels dans le cadre du projet de science citoyenne Einstein@Home. 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 Nasa 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'astrophysiciens à des conclusions surprenantes. Les images obtenues ont par exemple montré clairement que l'étoile à neutrons laissait derrière elle, dans le milieu interstellaire dans lequel elle produit une onde de choc, une queue dense en énergie magnétique où des particules accélérées rayonnent en radio.

Cette queue pointe clairement en direction du centre des restes d'une supernova 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 vitesse 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 lactée, sa vitesse étant supérieure à la vitesse de libération de notre Galaxie, 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 binaire dans laquelle l'une explose donc en supernova ce qui va modifier le rapport des masses et donc des quantités de mouvement du système puisque le souffle de l'explosion, va éjecter de la matière 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 asymétrique, 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.

  • 1.100 km/s, c'est la vitesse d'un pulsar découvert dans les observations du ciel gamma par Fermi grâce aux membres du projet de science citoyenne Einstein@Home, soit une vitesse cinq fois plus importante que la moyenne pour un pulsar dans la Voie lactée qu'il finira, comme d'autres, par quitter.
  • Cette vitesse a été acquise à l'occasion d'une supernova qui a peut-être été à l'origine de ce pulsar, une étoile à neutrons.
  • On ne comprend pas encore très bien l'origine des vitesses de ce type de pulsars, peut-être une explosion fortement asymétrique de l'étoile génitrice.
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