Des niveaux d’énergie qui transcendent les théories conventionnelles des pulsars
Dans le contexte: Les pulsars sont des étoiles à neutrons en rotation formées à partir des restes d’étoiles supergéantes ayant subi des explosions de supernova. Ces objets célestes émettent des faisceaux de rayonnement électromagnétique hautement énergétique lorsqu’ils tournent. Les faisceaux sont observables par les télescopes lorsqu’ils sont orientés vers la Terre, ressemblant à une sorte de phare cosmique.
Une équipe internationale de scientifiques travaillant avec les télescopes du système stéréoscopique à haute énergie (HESS) a fait une découverte révolutionnaire : les pulsars peuvent être encore plus énergétiques qu’on ne le pensait auparavant. Les chercheurs ont utilisé les cinq télescopes HESS situés en Namibie pour détecter les émissions de rayons gamma les plus élevées jamais observées par un pulsar.
Les énergies impliquées dans cette découverte sont stupéfiantes, totalisant 20 téra-électronvolts, soit environ dix mille milliards de fois l’énergie transportée par les photons dans la lumière visible. Ces émissions de rayons gamma nouvellement détectées remettent en question les théories existantes décrivant le comportement des pulsars. Il semble que les faisceaux émanant des pulsars émettent différents niveaux d’énergie sur différentes bandes du spectre électromagnétique.
Les scientifiques pensent que ces émissions proviennent d’électrons rapides générés et accélérés dans la magnétosphère du pulsar. La magnétosphère est constituée de plasma et de champs électromagnétiques qui enveloppent et tournent avec l’étoile. Lorsque les électrons se déplacent vers l’extérieur à travers ces champs magnétiques, ils accumulent de l’énergie et la libèrent finalement sous la forme de faisceaux de rayons gamma observables, semblables à un phare.
L’étude s’est concentrée sur Vela, un pulsar très énergétique réputé pour sa rotation rapide. Située dans le ciel austral de la constellation Vela, cette étoile à neutrons effectue 11 rotations par seconde. Vela est l’objet le plus brillant et le plus persistant dans la catégorie des rayons gamma à haute énergie. Des observations antérieures avaient détecté des émissions de l’ordre du gigaélectronvolt (GeV), les émissions électromagnétiques cessant brusquement au-delà de ce point.
Les scientifiques pensent que cet arrêt soudain se produit lorsque les électrons sous tension atteignent finalement les limites extérieures de la magnétosphère du pulsar et s’échappent dans l’espace. Grâce aux télescopes HESS, les chercheurs ont pu effectuer des observations plus approfondies dans des gammes d’énergie plus élevées. Leurs découvertes ont révélé le début d’une nouvelle libération de rayons gamma avec des énergies atteignant l’ordre des dizaines de téraélectronvolts (TeV). Cette découverte signifie des émissions 200 fois plus énergétiques que tout rayonnement précédemment détecté par cet objet céleste.
Afin d’atteindre ces niveaux d’énergie, les électrons devront peut-être voyager au-delà des limites de la magnétosphère du pulsar, tout en maintenant l’intégrité du modèle d’émission rotationnel. La récente révélation des faisceaux de rayons gamma de Vela remet en question notre compréhension actuelle des pulsars, incitant à une réévaluation des mécanismes régissant ces accélérateurs naturels.