Des observations du télescope spatial Fermi ont permis à une équipe internationale menée par la NASA de découvrir la première binaire gamma dans une autre galaxie, la plus lumineuse jamais observée.
Le système, nommé LMC P3, se trouve au centre d’un reste de supernova, dans le grand nuage de Magellan situé 163.000 années-lumière. Il se compose d’une étoile de plusieurs dizaines de fois la masse du soleil et d’un objet compact pouvant être une étoile à neutrons ou un trou noir. Le système, d’une période orbitale de 10,3 jours, est à l’origine d’une émission cyclique de rayonnement gamma, la forme la plus énergétique de la lumière – plusieurs milliards de fois plus énergétiques que la lumière visible.
La découverte est rare; seuls cinq systèmes de ce type, émettant essentiellement du rayonnement gamma, sont connus dans notre galaxie. Leur énergie (entre 0,1 à plus de 100 gigaelectron-volts) proviendrait de la rotation rapide d’une étoile à neutrons magnétisée, c’est-à-dire un pulsar. La rotation du pulsar permet d’accélérer des particules dont certaines s’échappent et forment un vent se propageant à une vitesse ultra-relativiste. Ce vent issu du pulsar va entrer en collision avec le vent de l’étoile compagnon et former un front de choc où les particules vont être accélérées à des énergies encore plus élevées. Dans une binaire gamma, la lumière de l’étoile compagnon vient éclairer ces particules et est diffusée en rayonnement gamma. Ces objets sont donc précieux, car les variations du rayonnement gamma associées au mouvement orbital donnent des renseignements uniques sur les processus physiques extrêmes qui sont en jeu autour des pulsars.
La détection de ce système extragalactique est intéressante à plus d’un titre. D’une part, la position de la binaire au centre d’un reste de supernova donne une indication de l’âge du système, environ 100 000 ans. D’autre part, il est étonnant d’avoir découvert un tel système dans une autre galaxie avant même d’en avoir trouvé de plus nombreux exemples dans notre galaxie. Cela suggère que ces systèmes sont très rares et que seuls les plus puissants émettent en gamma.
