Une source radio lente « impossible » découverte

À la fin de leur cycle de vie, certaines des étoiles les plus massives explosent en supernovas massives, laissant derrière elles des noyaux denses appelés étoiles à neutrons. Ces restes peuvent émettre de fortes ondes radio depuis leurs pôles magnétiques.

À mesure que ces étoiles tournent, leurs faisceaux radio balaient la Terre, créant des pulsations périodiques, un peu comme un phare cosmique. Ces étoiles sont connues sous le nom de “pulsars”.

Les pulsars tournent généralement à des vitesses incroyables, effectuant une rotation complète en quelques secondes, voire moins. Cependant, ces dernières années, les astronomes ont détecté quelques objets émettant des pulsations radio périodiques à des intervalles beaucoup plus lents, ce qui remet en question notre compréhension des étoiles à neutrons.

Une étude récente a révélé le phare cosmique le plus lent à ce jour, avec une période de rotation de 6,5 heures. Cette découverte, publiée dans Nature Astronomy, repousse les limites de ce que les scientifiques pensaient possible.

Ce “phare” lent est aligné de manière à ce que nous puissions observer les pulsations radio de ses deux pôles magnétiques, un phénomène jamais observé auparavant chez des objets à rotation lente, offrant de nouvelles perspectives sur leur comportement.

Un objet qui ne devrait pas exister ?

L’objet, nommé ASKAP J1839-0756, a été découvert à l’aide du télescope radio ASKAP de la CSIRO en Australie-Occidentale. Lors d’observations de routine, la source a attiré l’attention car elle ne correspondait à aucun objet connu dans la région. Son émission radio a montré une explosion de faible durée, avec sa luminosité diminuant de 95 % en seulement 15 minutes.

Au départ, les chercheurs ne savaient pas que la source émettait des pulsations périodiques, car seule une explosion avait été détectée initialement. Des observations supplémentaires avec ASKAP, l’Australia Telescope Compact Array et le télescope radio MeerKAT ont finalement confirmé la présence de deux pulsations espacées de 6,5 heures.

Mais voici la grande surprise : ASKAP J1839-0756 ne devrait pas exister selon ce que nous savons des étoiles à neutrons.

Les étoiles à neutrons émettent des pulsations radio en convertissant leur énergie de rotation en rayonnement, ralentissant progressivement au fil du temps. La théorie standard prédit qu’une fois leur rotation ralentie à environ une rotation par minute, elles arrêteront d’émettre des pulsations radio. Cependant, ASKAP J1839-0756 défie cette théorie, émettant des pulsations à un rythme tranquille d’une rotation toutes les 6,5 heures.

La pulsation détectée par le télescope MeerKAT à deux fréquences centrales différentes est montrée ici. Les graphiques supérieurs montrent la luminosité de la pulsation au fil du temps, tandis que les graphiques inférieurs illustrent la fréquence d’observation au fil du temps, avec des couleurs représentant les niveaux de luminosité. (Yu Wing Joshua Lee)

Une histoire de deux pôles.

La plupart des pulsars, cousins à rotation rapide de ASKAP J1839-0756, agissent comme des lampes de poche unilatérales. Leurs axes de rotation et magnétiques sont étroitement alignés, ce qui signifie que nous ne pouvons observer des pulsations que d’un seul pôle magnétique.

Cependant, dans environ 3 % des pulsars, les axes sont presque perpendiculaires, ce qui nous permet de voir des pulsations des deux pôles. Ces “interpulses” fournissent des informations précieuses sur la structure de l’étoile et son champ magnétique.

Le comportement des axes magnétiques et rotationnels à mesure que les pulsars ralentissent reste un mystère. L’interpulse de ASKAP J1839-0756 offre des indices pour répondre à cette question sans réponse. Environ 3,2 heures après la pulsation principale, l’objet émet une pulsation plus faible et différente, suggérant que nous observons les ondes radio du pôle magnétique opposé.

ASKAP J1839-0756 est le premier objet à rotation lente de sa classe à émettre des interpulses, soulevant des questions importantes sur le fonctionnement de ces objets.

Magnetar ou autre chose ?

Qu’est-ce qui alimente cet objet inhabituel ? Une possibilité est qu’il s’agisse d’un magnétar, une étoile à neutrons avec un champ magnétique incroyablement fort. Les magnétars génèrent des pulsations radio différemment, ce qui pourrait leur permettre d’émettre des pulsations même à des vitesses de rotation plus lentes. Mais même les magnétars ont des limites, leurs périodes étant généralement mesurées en secondes, pas en heures.

La seule exception est le magnétar 1E 161348-5055, qui a une période de 6,67 heures, mais il n’émet que des rayons X, pas des pulsations radio.

ASKAP J1839-0756 pourrait-il être autre chose ? Certains astronomes se demandent s’il pourrait s’agir d’une naine blanche, le reste d’une étoile moins massive. Les naines blanches tournent beaucoup plus lentement que les étoiles à neutrons, mais aucune naine blanche isolée n’a été observée émettant des pulsations radio. De plus, aucune autre longueur d’onde n’a montré de preuves d’une naine blanche à cet endroit.

Un puzzle cosmique.

Quel que soit le véritable nature de ASKAP J1839-0756, il est clair que cet objet remet en question notre compréhension. Sa combinaison de rotation lente, de pulsations radio et d’interpulses force les astronomes à reconsidérer les limites du comportement des étoiles à neutrons et à explorer de nouvelles possibilités.

La découverte de ASKAP J1839-0756 nous rappelle que l’univers nous surprend souvent, surtout lorsque nous pensons l’avoir compris entièrement. À mesure que nous continuons à étudier cet objet mystérieux, nous sommes sûrs de découvrir encore plus de secrets.

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Lire l’article original sur : Science Alert

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