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Les pulsars, ces cadavres d’étoiles qui « pulsent » vers la Terre continuent d’intriguer la Nasa

Crédits : Casey Reed / NASA

Cinquante ans après les avoir découverts accidentellement, la NASA continue d’étudier les pulsars, ces cadavres d’étoiles qui « pulsent » vers la Terre. Depuis quelques semaines, un instrument destiné à étudier le rayonnement X en provenance de ces objets encore très mystérieux s’envolait pour l’ISS. Les premières opérations viennent de débuter.

C’est en 1967 que la jeune astronome Jocelyn Bell découvrit le tout premier pulsar en utilisant un radiotélescope initialement destiné à détecter la scintillation interstellaire. Elle enregistra à l’époque des signaux apparaissant régulièrement toutes les 1,33730 secondes. Il s’agissait en fait d’un pulsar dès lors surnommé PSR B1919+21 et aujourd’hui situé dans la constellation du Petit Renard à environ 2000 années-lumière. Ces objets stellaires inhabituels avaient déjà été prédits, mais jamais observés. Aujourd’hui, on en dénombre environ 2 000. Mais finalement, de quoi s’agit-il ?

Lorsqu’une étoile se meurt après quelques milliards d’années d’existence, faute de carburant, son enveloppe externe se volatilise et ensemence l’univers. Son cœur s’effondre alors sous l’effet de la gravitation et donne naissance à une étoile à neutrons. Imaginez un petit objet de moins de vingt kilomètres de diamètre dont la masse volumique est de l’ordre d’un milliard de tonnes. Ces gigantesques boules concentrées tournent très rapidement sur elles-mêmes, certaines plusieurs centaines de fois par seconde (plus rapidement qu’un robot de cuisine) et possèdent des champs magnétiques extrêmement puissants. En tournant, ces résidus d’étoiles projettent des faisceaux de radiation très intenses dans l’espace autour d’elles. Et si la Terre se trouve dans l’axe du faisceau, on a alors l’impression de voir « pulser » l’étoile à neutrons :

Crédits : NASA

Les progrès de la technologie au cours du dernier demi-siècle ont permis aux scientifiques d’étudier ces objets stellaires compacts en utilisant différentes longueurs d’onde de lumière et plusieurs missions actuelles de la NASA continuent d’étudier ces balises naturelles. NICER est l’une d’elles. Lancé le 3 juin dernier à bord d’un cargo SpaceX pour une mission initiale de 18 mois à bord de l’ISS, l’instrument permettra d’affiner les modèles théoriques grâce à ses observations. Il aidera notamment les scientifiques à comprendre la nature de la forme stable la plus dense située dans les noyaux des étoiles à neutrons en utilisant des mesures par rayons X, la partie du spectre électromagnétique dans lequel ces étoiles rayonnent.

Les pulsars se composent d’une collection de particules familières aux scientifiques de plus d’un siècle d’études en laboratoire à l’instar des électrons, neutrons et autres protons et peut-être même leurs constituants appelés quarks. Cependant, dans des conditions extrêmes de pression et de densité, leur comportement et leurs interactions ne sont pas bien compris. De nouvelles mesures précises (en particulier des tailles et des masses de pulsars) sont donc nécessaires pour déterminer les théories.

Un peu plus de cinquante ans après la découverte du premier pulsar, on espère que NICER pourra bientôt nous dévoiler l’origine de phénomènes dynamiques observables dans les étoiles à neutrons qui figurent avec les trous noirs parmi les objets célestes les plus fascinants de l’Univers. Les opérations viennent néanmoins de débuter, il faudra donc s’armer encore d’un peu de patience.

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