Une découverte astronomique majeure vient de bouleverser notre compréhension des pulsars, ces étoiles à neutrons en rotation rapide. Pour la première fois, des scientifiques ont observé une émission de lumière à haute énergie en provenance d'un pulsar, ouvrant ainsi la porte à de nouvelles théories en physique.
Illustration du pulsar Vela avec des particules accélérées à une vitesse proche de celle de la lumière par son champ magnétique. Crédit: Science Communication Lab pour DESY
L'équipe de recherche, incluant des scientifiques du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) en France, a utilisé les quatre télescopes du système HESS pour étudier le pulsar Vela. Situé à 1000 années-lumière de la Terre, ce pulsar est l'un des plus proches jamais détectés. Les observations ont révélé que l'émission de rayons gamma de Vela est environ 200 fois plus puissante que celle des pulsars moyens.
Arache Djannati-Ataï, chercheur au CNRS, a déclaré: "Nous avons découvert des photons de rayons gamma atteignant 20 téraélectronvolts (TeV) en provenance du pulsar Vela. Ce sont les rayons gamma à la plus haute énergie jamais détectés depuis un pulsar."
Représentation artistique d'un pulsar avec des cônes de lumière jumeaux émanant de ses pôles. Crédit: NASA JPL/Caltech
Les pulsars, comme Vela, sont des étoiles à neutrons nées de l'effondrement gravitationnel de grandes étoiles en fin de vie. Ces objets compacts ont une masse équivalente à une ou deux fois celle du Soleil, mais sont confinés dans un espace de la taille d'une ville moyenne, soit environ 20 kilomètres de diamètre. Le pulsar Vela, créé il y a environ 10 000 ans, tourne à une vitesse impressionnante de 11 rotations par seconde.
Ces étoiles à neutrons possèdent également des champs magnétiques extrêmement puissants, qui accélèrent des particules comme des électrons à des vitesses proches de celle de la lumière. Ces particules génèrent des jets de matière, formant des cônes de lumière qui balayent la Terre à intervalles réguliers, ce qui donne naissance au phénomène des pulsars.
L'équipe de recherche propose plusieurs théories pour expliquer cette émission de rayons gamma à haute énergie. Il est possible que les particules soient accélérées en dehors des zones standard des cônes de lumière, ou que des champs magnétiques bien structurés existent au-delà de ces zones.