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Une collaboration internationale, à laquelle participent des chercheurs du LPC2E1, a fait une découverte importante sur les émissions des pulsars. L’émission d’ondes radio et de rayons X par ces étoiles à neutrons peut changer complètement en l’espace de quelques secondes, simultanément, d’une manière que les théories actuelles ne savent pas expliquer. Cela suggèrerait un changement rapide de toute leur magnétosphère. Dans ses recherches, l’équipe a rassemblé des observations du télescope spatial XMM-Newton2 qui étudie le domaine des rayons X et de radiotélescopes, dont LOFAR3. Les résultats de cette étude seront publiés dans le journal Science du 25 janvier 2013.
Les pulsars sont de petites étoiles d’une vingtaine de kilomètres de diamètre – la taille d’une petite ville – en rotation rapide sur elles-mêmes et d’une masse comparable à la masse de notre Soleil. Le pulsar émet un faisceau de radiations. Comme l’étoile tourne et que le faisceau de radiations balaie périodiquement la Terre, nous détectons un bref pic de radiations, un peu à la manière du faisceau d’un phare. Certains pulsars émettent des radiations sur tout le spectre électromagnétique, depuis les rayons gamma, les rayons X jusqu’aux ondes radio. Et bien que la découverte des pulsars remonte à plus de 40 ans, le mécanisme précis par lequel les pulsars « rayonnent » demeure inconnu.
Cependant, il est connu depuis quelque temps que certains pulsars radio oscillent entre deux états, changeant la forme et l’intensité de leurs pulses radio. Le moment de ce changement est à la fois soudain et imprévisible (souvent dans l’intervalle de temps d’une seule rotation). Il est aussi connu, d’après les télescopes spatiaux, qu’une poignée de pulsars radio peuvent aussi être détectés dans la gamme X. Malgré tout, rien jusqu’alors n’était connu de la variabilité des signaux X.
Les scientifiques ont étudié un pulsar particulier nommé PSR B0943+10, un des premiers pulsars découverts. Les pulses de PSR B0943+10 changent de forme et d'intensité toutes les quelques heures, et ces changements se produisent en l’espace d’environ une seconde. Puisque la source est également un faible émetteur de rayons X, l’équipe a observé le pulsar avec le télescope de l’ESA XMM-Newton, qui étudie le domaine des rayons X. En parallèle, des radiotélescopes ont servi pour des études complémentaires. Le télescope LOFAR (implanté dans 5 pays européens, dont la France), qui n'était alors qu'en mode d'implantation, a malgré tout pu apporter des observations de soutien, permettant de comparer le moment des transitions en radio et en rayons X.
Les résultats ont été totalement inattendus. Les émissions de rayons X changent de manière synchrone avec les émissions radio, comme on aurait pu s’y attendre, mais, lorsque le signal radio est fort et organisé, le signal rayon X est faible. Et quand l’émission radio devient faible, le signal X s’intensifie. Le plus frappant est que cette transformation a lieu en quelques secondes, après quoi le pulsar reste stable dans son nouvel état pendant plusieurs heures. Le pourquoi de tels changements, aussi importants qu’imprévisibles, n’est pas expliqué par les théories actuelles. Cela suggèrerait fortement un changement rapide de la totalité de la magnétosphère. Ce comportement « caméléon » inattendu du pulsar radio PSR B0943+10 va dynamiser les recherches fondamentales sur les processus physiques qui ont lieu dans les conditions extrêmes des magnétosphères des pulsars, et ce, 45 ans après la découverte des étoiles à neutrons. D’autres observations sont prévues pour étudier ce phénomène.
http://www.insu.cnrs.fr/node/4146
Jeu 31 Jan - 15:37