Les scientifiques ont détecté le pulsar le plus brillant jamais observé en dehors de la Voie lactée, révélant la véritable identité d’un objet lumineux lointain précédemment confondu avec une galaxie lointaine.
Les pulsars sont des étoiles à neutrons incroyablement denses qui émettent des faisceaux de rayonnement électromagnétique depuis leurs pôles.
En raison de la façon dont ces objets tournent rapidement, leurs émissions à haute énergie apparaissent comme de courtes impulsions périodiques lorsqu’elles sont observées d’ailleurs dans l’espace, un peu comme un phare cosmique aperçu de loin par intermittence.
Depuis leur découverte dans les années 1960 par l’astrophysicien irlandais Jocelyn Bell, plus de 2 000 pulsars ont été détectés, mais la grande majorité de ces objets brillants et tourbillonnants se trouvent à l’intérieur de notre propre galaxie.
Le pulsar vu à travers la lumière polarisée. (Yuanming Wang)
Le pulsar nouvellement découvert – appelé PSR J0523−7125 – représente la découverte beaucoup plus rare d’un pulsar extra-galactique, situé bien au-delà des limites de la Voie lactée, en l’occurrence dans le Grand Nuage de Magellan.
Le PSR J0523−7125 a été découvert par des scientifiques utilisant le réseau de radiotélescopes Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) en Australie, et la découverte a été rendue possible en sondant le ciel pour les émissions de pulsars polarisés – une technique que les chercheurs assimilent à l’équivalent astronomique du port de polarisés des lunettes de soleil.
“Ce fut une surprise incroyable”, explique l’astrophysicien Yuanming Wang du CSIRO australien, candidat au doctorat à l’Université de Sydney et premier auteur d’une nouvelle étude sur le PSR J0523−7125.
“Je ne m’attendais pas à trouver un nouveau pulsar, encore moins le plus brillant. Mais avec les nouveaux télescopes auxquels nous avons maintenant accès, comme ASKAP et ses lunettes de soleil, c’est vraiment possible.”
Selon les chercheurs, le PSR J0523−7125 est environ 10 fois plus lumineux que tout autre pulsar extra-galactique observé précédemment. Alors pourquoi l’a-t-on raté avant maintenant ?
PSR J0523−7125 obscurci par d’autres sources de lumière dans les données non polarisées. (Yuanming Wang)
La réponse a à voir avec la façon dont les pulsars sont détectés. Traditionnellement, les procédures de recherche de pulsars recherchent des impulsions périodiques – l’effet de scintillement semblable à un phare lorsque le pulsar émet un rayonnement en courtes rafales observables.
Mais les astronomes doivent se tourner vers d’autres moyens de détecter des pulsars plus insaisissables qui présentent une périodicité moins prévisible ou d’autres caractéristiques ambiguës dans leur lumière émise.
“Les pulsars anormaux tels que les systèmes binaires à courte période orbitale ou les objets fortement dispersés sont plus difficiles à détecter”, écrivent les chercheurs dans leur nouvel article.
Dans des cas comme celui-ci, une solution de contournement potentielle consiste à rechercher des signes de lumière polarisée circulairement émise par les objets.
À ce jour, seules quelques enquêtes à grande échelle capables de capter l’émission de polarisation circulaire ont été menées, l’une d’entre elles étant réalisée par le réseau ASKAP.
Ici, dans un projet d’enquête appelé VAST, les chercheurs ont filtré les données ASKAP à la recherche de sources variables et transitoires de phénomènes d’émission de lumière. Ils ont identifié le PSR J0523−7125 comme un pulsar, confirmant la découverte avec des observations de suivi du radiotélescope sud-africain MeerKAT et de l’observatoire Parkes du CSIRO en Australie.
Plats dans le réseau de radiotélescopes ASKAP. (Alex Cheney/CSIRO)
“Nous devrions nous attendre à trouver plus de pulsars en utilisant cette technique”, explique l’auteure principale et astrophysicienne Tara Murphy de l’Université de Sydney.
“C’est la première fois que nous avons pu rechercher la polarisation d’un pulsar de manière systématique et routinière.”
Selon les chercheurs, le PSR J0523−7125 dépasse les limites théoriques de luminosité précédentes pour la luminosité des pulsars dans le Grand Nuage de Magellan, montrant que leur luminosité est comparable à celle des objets observés dans la Voie lactée.
Bien que les pulsars extra-galactiques soient encore relativement rares, notre capacité à les découvrir – ainsi que d’autres types de pulsars difficiles à trouver par les méthodes traditionnelles – ne devrait qu’augmenter à partir de maintenant, grâce à la disponibilité croissante d’enquêtes à grande échelle sur le continuum radio. et de futurs télescopes, comme le projet à venir de Square Kilometre Array en cours de construction en Afrique du Sud.
“Avec des instruments améliorés à l’ère du Square Kilometre Array, les grands champs de vision instantanés et la grande sensibilité seront encore plus courants, conduisant à la détection d’un grand nombre de sources radio dans le ciel”, expliquent les chercheurs.
“Les radiotélescopes de nouvelle génération améliorés et le nombre croissant d’enquêtes multi-longueurs d’onde à grande échelle apporteront de grandes quantités de données avec une grande sensibilité et résolution, nous donnant une opportunité sans précédent d’identifier plus de pulsars (même pour les pulsars extragalactiques plus loin que les Nuages de Magellan) .”
Les résultats sont rapportés dans The Astronomical Journal.
