Les astronomes ont renversé des hypothèses de longue date sur les pulsars, découvrant que ces étoiles mortes en rotation rapide émettent des signaux radio non seulement depuis leurs pôles, mais aussi depuis les limites mêmes de leur portée magnétique. Cette découverte remet en question des décennies de théorie établie et révèle un comportement bien plus complexe de ces objets cosmiques extrêmes.
Que sont les pulsars ?
Les pulsars sont un type d’étoile à neutrons : les noyaux effondrés d’étoiles massives qui sont à court de carburant. L’implosion crée un objet si dense qu’une cuillère à café pèserait 10 millions de tonnes sur Terre. Cet effondrement génère également des champs magnétiques incroyablement puissants et fait tourner l’étoile jusqu’à 700 fois par seconde.
Lorsque ces étoiles tournent, des faisceaux de rayonnement jaillissent de leurs pôles magnétiques, balayant l’univers comme le faisceau d’un phare. Ces « phares cosmiques » sont ce que nous observons sous le nom de pulsars, et leur taux de rotation précis en fait des « horloges » fiables pour mesurer le temps dans l’univers.
La nouvelle découverte : les émissions radio depuis les bords
L’équipe de recherche a analysé les observations radio de pulsars de 200 millisecondes (pulsars à rotation très rapide) ainsi que les données de rayons gamma. Ils ont découvert qu’environ un tiers de ces pulsars émettent des ondes radio depuis plusieurs régions autour de l’étoile, et pas seulement depuis les pôles. En revanche, seulement 3 % des étoiles à neutrons à rotation plus lente présentent un comportement similaire.
La corrélation entre ces émissions radio lointaines et les explosions de rayons gamma détectées par le télescope spatial Fermi de la NASA a confirmé que les deux proviennent des mêmes zones non polaires autour des pulsars. Cela signifie que les signaux radio ne se limitent pas aux faisceaux étroits traditionnellement associés aux pulsars.
Le rôle des feuilles actuelles
La clé de ce phénomène semble résider dans les « nappes de courant », des flux tourbillonnants de particules chargées s’étendant bien au-delà des pôles magnétiques du pulsar. On savait déjà que ces feuilles produisaient des émissions de rayons gamma, et il est désormais clair qu’elles génèrent également des ondes radio.
L’équipe émet l’hypothèse que les pulsars millisecondes émettent des ondes radio à la fois depuis leurs pôles et depuis ces nappes de courant distantes. Cela explique pourquoi certains pulsars ont des modèles d’ondes radio erratiques : le signal observé dépend de la façon dont le pulsar est orienté par rapport à la Terre.
Implications pour la détection et la recherche
Cette découverte a des implications importantes. On s’attend désormais à ce que les pulsars soient plus faciles à détecter, car les ondes radio rayonnent dans une plus large gamme de directions. Ceci est particulièrement important pour la recherche sur les ondes gravitationnelles, qui repose sur des signaux de pulsar précisément synchronisés.
“Comme nous détectons des signaux provenant à la fois de la surface des étoiles et de l’extrême limite de leur portée magnétique, cette étude montre que ces minuscules étoiles à rotation rapide sont encore plus complexes et surprenantes que nous le pensions”, a déclaré Simon Johnston, membre de l’équipe du CSIRO.
Cependant, les mécanismes exacts derrière la manière dont les impulsions radio sont générées jusqu’à présent par les étoiles à neutrons restent un mystère. Comprendre ce processus est crucial pour utiliser les pulsars comme instruments astronomiques précis.
Essentiellement, la recherche démontre que les pulsars sont beaucoup plus dynamiques et imprévisibles qu’on ne le pensait auparavant, ce qui nécessite une réévaluation des modèles existants.
