Une étoile morte située à 3 900 années-lumière de la Terre tourne 19 000 fois par minute, et des scientifiques l'ont surprise en train d'émettre des flashs gamma pour la première fois.
L'objet, catalogué sous le nom de PSR J1526 2744, est un pulsar milliseconde. Il effectue une rotation toutes les 3,2 millisecondes. Cela en fait l'une des étoiles à neutrons les plus rapides jamais détectées en lumière gamma. Les astronomes ont utilisé 15 ans de données du télescope spatial Fermi Gamma Ray de la NASA pour trouver ces impulsions.
Un phare cosmique caché à la vue de tous
Les pulsars sont les noyaux effondrés d'étoiles massives qui ont explosé en supernovas. Ils tournent rapidement et émettent des faisceaux de radiation depuis leurs pôles magnétiques. Lorsque l'étoile tourne, ces faisceaux balayent la Terre comme un phare. La plupart des pulsars sont détectés en ondes radio. Celui-ci était déjà connu comme pulsar radio, mais personne ne l'avait vu en gamma jusqu'à présent.
La découverte vient d'une équipe dirigée par des chercheurs de l'Université de Virginie et de l'Institut Max Planck de physique gravitationnelle. Ils ont passé au crible les données de Fermi collectées entre 2008 et 2023. Les impulsions gamma du pulsar étaient faibles et ont nécessité une analyse minutieuse pour les extraire du bruit.
Pourquoi les astronomes locaux ont pris note
PSR J1526 2744 se trouve dans la constellation du Scorpion, visible depuis le sud des États-Unis et une grande partie de l'hémisphère sud. Pour les astronomes qui étudient la physique extrême, ce pulsar compte car il repousse les limites de ce que les étoiles à neutrons peuvent faire. Sa vitesse de rotation est proche du maximum théorique. Plus rapide, l'étoile se déchirerait.
La détection gamma aide aussi les scientifiques à comprendre comment ces objets produisent une lumière de haute énergie. Les pulsars milliseconde sont de vieilles étoiles à neutrons qui ont été accélérées en volant de la matière à une étoile compagne. Celui-ci semble désormais isolé, sans compagne détectée. Cela en fait un objet rare et précieux pour tester les modèles d'évolution des pulsars.
Une chasse de 15 ans récompensée
Le télescope Fermi scanne l'ensemble du ciel toutes les trois heures. En 15 ans, il a accumulé une vaste archive de données gamma. Trouver un pulsar dans ces données, c'est comme chercher un grain de sable spécifique sur une plage. L'équipe a développé de nouvelles méthodes de recherche pour trouver le signal faible.
Ils ont confirmé la détection en recoupant avec des observations radio du télescope Green Bank en Virginie-Occidentale et de l'observatoire d'Arecibo à Porto Rico. Les impulsions radio correspondaient exactement au timing des impulsions gamma. Cette confirmation a scellé la découverte.
Ce pulsar fait désormais partie des rares pulsars milliseconde connus pour émettre des rayons gamma. Chaque nouvelle détection ajoute un point de données pour comprendre comment la matière se comporte sous une gravité et une densité extrêmes. La gravité de surface de l'étoile est des milliards de fois plus forte que celle de la Terre. Son intérieur pourrait contenir de la matière dans des états qui ne peuvent être créés dans aucun laboratoire.
La découverte a été publiée dans The Astrophysical Journal Letters. Pour l'instant, PSR J1526 2744 continuera de tourner silencieusement dans le Scorpion, son faisceau gamma balayant la Terre toutes les 3,2 millisecondes, inaperçu de tous sauf des télescopes qui scrutent le ciel.
