Les scientifiques ont enfin posé les yeux sur le premier pulsar nain blanc de l’Univers connu. Si l’étoile a à peu près la taille de la Terre, elle a une masse 200 000 fois supérieure et un champ électromagnétique 100 millions de fois plus puissant.
Jusqu’à présent, les milliers de pulsars qui ont été découverts se sont tous formés de la même manière : le cœur d’une étoile massive explose et s’effondre en une étoile à neutrons en rotation . Mais ce nouveau pulsar est complètement différent, et il échappe aux astronomes depuis plus d’un demi-siècle.
Le premier pulsar a été identifié par accident dans les années 1960, lorsque les astronomes recherchaient des sources radio extragalactiques.
À l’époque, l’équipe s’attendait à ce que le pulsar soit un type d’étoile naine blanche, mais lorsqu’elle a analysé un pulsar au centre de la célèbre nébuleuse du Crabe, elle a réalisé qu’aucune naine blanche ne pouvait vibrer ou tourner aussi vite – il devait s’agir d’une étoile à neutrons.
La différence entre les étoiles à neutrons et les naines blanches provient de la façon dont elles sont formées : toutes deux sont des vestiges stellaires calcinés, mais les naines blanches sont le résultat de l’effondrement silencieux d’étoiles de faible masse, tandis que les étoiles à neutrons se forment lors de l’effondrement catastrophique et de l’explosion en supernova d’une étoile massive
En raison de la différence de leur masse initiale, les étoiles à neutrons ont des températures plus élevées lors de leur formation, tournent plus vite et ont des champs magnétiques plus puissants que les naines blanches.
La découverte du premier pulsar a non seulement confirmé qu’il s’agissait d’un type d’étoile à neutrons, mais aussi que les étoiles à neutrons existent réellement – ce que les astronomes avaient prédit 30 ans auparavant.
Depuis lors, les chercheurs ont émis l’hypothèse que les pulsars pourraient également jouer un rôle dans les systèmes binaires – un système composé de deux corps astronomiques si proches que leur attraction gravitationnelle les fait graviter l’un autour de l’autre autour d’un centre de masse commun.
Au sein de ces systèmes binaires, il a été prédit qu’une étoile à neutrons, une étoile de séquence principale (comme notre Soleil) ou une étoile naine blanche pourrait être impliquée, et maintenant les astronomes ont finalement identifié un exemple réel de cette dernière.
L’équipe de l’Université de Warwick au Royaume-Uni et de l’Observatoire astronomique sud-africain a identifié l’étoile AR Scorpii (AR Sco) comme la première version naine blanche d’un pulsar, et à 380 années-lumière de la Terre, c’est un voisin assez proche de nous – en termes astronomiques.
“Les nouvelles données montrent que la lumière d’AR Sco est fortement polarisée, ce qui indique que le champ magnétique contrôle l’émission de l’ensemble du système. Il s’agit d’un comportement similaire à celui des pulsars d’étoiles à neutrons plus traditionnels”, explique Tom Marsh de l’université de Warwick.
Et bien que les naines blanches proviennent d’étoiles de masse beaucoup plus faible que les étoiles à neutrons, cette chose est tout sauf une violette rétrécie.
Les chercheurs décrivent le système binaire comme un pulsar naine blanche qui bombarde sa voisine naine rouge – une catégorie d’étoiles de faible luminosité ou défaillantes – de puissants faisceaux de particules électriques et de radiations, sans relâche toutes les deux minutes.
Personne n’a jamais rien vu de tel dans l’Univers.
“AR Sco est comme une gigantesque dynamo : un aimant, de la taille de la Terre, avec un champ qui est ~10 000 plus fort que n’importe quel champ que nous pouvons produire dans un laboratoire, et il tourne toutes les 2 minutes”, explique un autre membre de l’équipe de Warwick, Boris Gänsicke.
“Cela génère un énorme courant électrique dans l’étoile compagnon, qui produit ensuite les variations de la lumière que nous détectons.”
Maintenant que nous avons identifié notre premier pulsar de naine blanche, les scientifiques seront mieux équipés pour en rechercher d’autres comme lui.
À ce stade, la rareté de ces objets n’est pas claire, mais il est peut-être temps de revenir en arrière et d’étudier les naines blanches dont nous avons connaissance, afin de vérifier la présence de ce spin révélateur.
L’étude a été publiée dans Nature Astronomy.