Quelque chose au cœur de la galaxie de la Voie lactée brille d’un rayonnement gamma, et personne ne peut savoir avec certitude ce que cela pourrait être.
La matière noire en collision a été proposée, exclue, puis reconsidérée provisoirement.
Des objets denses à rotation rapide appelés pulsars ont également été considérés comme des sources candidates de rayons à haute énergie, avant d’être rejetés comme trop peu nombreux pour que les sommes fonctionnent.
Une étude menée par des chercheurs australiens, néo-zélandais et japonais pourrait insuffler une nouvelle vie à l’explication du pulsar, révélant comment il pourrait être possible de tirer un soleil intense et sérieux d’une population d’étoiles en rotation sans enfreindre aucune règle.
Le rayonnement gamma n’est pas votre teinte typique de la lumière du soleil. Sa production nécessite certains des processus les plus énergétiques de l’Univers. Nous parlons de trous noirs qui entrent en collision, de la matière qui est fouettée vers la vitesse de la lumière, de l’antimatière qui se combine avec des types de processus de la matière.
Bien sûr, le centre de la Voie lactée a toutes ces choses à la pelle. Ainsi, lorsque nous regardons les cieux et considérons tous les morceaux de matière qui s’écrasent, les trous noirs en spirale, les pulsars sifflants et d’autres processus astrophysiques, nous nous attendons à voir une lueur gamma saine.
Mais lorsque les chercheurs ont utilisé le télescope Fermi de la NASA pour mesurer la brillance intense au cœur de notre galaxie il y a une dizaine d’années, ils ont découvert qu’il y avait plus de cette lumière à haute énergie qu’ils ne pouvaient en rendre compte : ce qu’on appelle l’excès du centre galactique.
Une possibilité passionnante implique que des morceaux de matière invisibles se heurtent dans la nuit. Ces particules massives à faible interaction – une catégorie hypothétique de matière noire communément appelée WIMP – s’annuleraient en se frottant les unes contre les autres, ne laissant que des radiations pour marquer leur présence.
C’est une explication amusante à considérer, mais elle est également légère sur les preuves.
“La nature de la matière noire est totalement inconnue, donc tout indice potentiel suscite beaucoup d’enthousiasme”, déclare l’astrophysicien Roland Crocker de l’Université nationale australienne.
“Mais nos résultats indiquent une autre source importante de production de rayons gamma.”
Cette source est le pulsar milliseconde.
Pour en faire un, prenez une étoile beaucoup plus grosse que la nôtre et laissez ses feux s’éteindre. Il finira par s’effondrer en une boule dense pas beaucoup plus large qu’une ville, où ses atomes se tassent si étroitement que beaucoup de ses protons sont lentement cuits en neutrons.
Ce processus génère des champs magnétiques super puissants qui canalisent les particules entrantes dans des flux rapides brillants de rayonnement.
Étant donné que l’objet tourne, ces flux pivotent depuis les pôles de l’étoile comme les plus grands phares de l’univers – il semble donc pulser d’énergie. Les étoiles pulsantes qui tournent des centaines de fois par seconde sont appelées pulsars millisecondes, et nous en savons beaucoup sur les conditions dans lesquelles elles sont susceptibles de se former.
“Les scientifiques ont déjà détecté des émissions de rayons gamma provenant de pulsars millisecondes individuels dans le voisinage du système solaire, nous savons donc que ces objets émettent des rayons gamma”, explique Crocker.
Pour les émettre, cependant, ils auraient besoin d’une quantité généreuse de masse pour se nourrir. Cependant, la plupart des systèmes de pulsars au centre de la Voie lactée sont considérés comme trop chétifs pour émettre quoi que ce soit de plus énergétique que les rayons X.
Cependant, ce n’est peut-être pas toujours le cas, surtout si les étoiles mortes dont elles ont émergé sont d’une variété particulière de naines blanches ultra-massives.
Selon Crocker, si suffisamment de ces poids lourds se transformaient en pulsars et s’accrochaient à leurs partenaires binaires, ils fourniraient juste la bonne quantité de rayonnement gamma pour correspondre aux observations.
“Notre modèle démontre que l’émission intégrée d’une population entière de telles étoiles, au nombre d’environ 100 000, produirait un signal entièrement compatible avec l’excès du centre galactique”, explique Crocker.
Étant un modèle purement théorique, c’est une idée qui a maintenant besoin d’une généreuse dose de preuves empiriques. Contrairement aux suggestions basées sur la matière noire, nous savons déjà exactement ce qu’il faut rechercher.
Cette recherche a été publiée dans Nature Astronomy.
