Quand un pulsar rencontre une étoile très massive

L’année 2018 commencera très fort pour les astrophysiciens. En effet, un pulsar qui frôlera son étoile-compagnon déclenchera un feu d’artifice cosmique retentissant qu’aucun spécialiste ne saurait manquer. (En vidéo ci-dessus : bande annonce de l’événement à venir et qui, en réalité, s’est déjà produit !)

J2032+4127 – ou J2032 – est le cœur résiduel, très dense et compact, d’une étoile massive qui s’est effondrée sur elle-même et a brutalement explosé en supernova, voici plusieurs centaines ou milliers d’années. Pas moins de deux masses solaires de matière sont ainsi écrasées dans une sphère de la taille d’une grande ville (environ 20 km de diamètre), en rotation sur elle-même sept fois par seconde. Ces caractéristiques conjugués à un intense champ magnétique qui émet notamment dans le domaine radio en font un pulsar (le nom vient de l’anglais pulsating radio source).

Mais celui-ci, à la différence de beaucoup qui ont été identifié lorsque leurs faisceaux balaient dans notre direction, a été découvert (en 2009) grâce à ses pulsations dans le rayonnement gamma débusquées avec l’instrument LAT (Large Area Telescope) du satellite Fermi (Fermi Gamma-ray Space Telescope). David Thompson, de l’équipe scientifique de cette mission au Goddard Space Flight Center de la NASA rappelle à ce propos que « deux douzaines de pulsars ont été découverts de cette façon [sondage « à l’aveugle » dans le rayonnment gamma, NDLR] au cours de la première année avec les données du LAT, parmi lesquels J2032. Presque tous n’auraient pas été trouvé sans Fermi », souligne-t-il.

Une fois sa position connue, des radioastronomes du Centre d’astrophysique Jodrell Bank à l’Université de Manchester ont suivi le pulsar entre 2010 et 2014. Ils furent manifestement très intrigués par son comportement : « Nous avons détecté d’étranges variations dans sa rotation et la vitesse à laquelle il ralentit » commente Andrew Lyne, membre de l’équipe qui a mené ces observations. « Finalement, nous avons réalisé que ces particularités ont été causées par son mouvement autour d’une étoile, ce qui en fait le système binaire contenant un pulsar radio avec la plus longue période ». Son compagnon, loin d’être discret, est une étoile bleue de type spectral Be, très chaude et brillante (10.000 fois la luminosité du Soleil), 15 fois plus massive que notre Étoile. Désignée MT91 213, elle brille au sein de la Voie lactée, à environ 5.000 années-lumière de la Terre, dans la direction de la constellation du Cygne.

Après calculs des orbites des deux astres, il a été établi que le pulsar – dont la trajectoire a vraisemblablement été modifiée lorsque, encore étoile, celle-ci a explosé -, passe à proximité de la géante bleue tous les 25 ans. Le prochain rendez-vous est donc pris par les astronomes pour début 2018. En traversant les nuées de particules éjectées par l’étoile massive, J2032 va alors allumer ou déclencher un véritable feu d’artifice cosmique dans les hautes énergies que beaucoup ne sauraient manquer, y voyant une magnifique opportunité d’étudier le champ magnétique de cette étoile Be, son champ gravitationnel, ses tempêtes de vent stellaires et son environnement. « Cette alerte d’un feu d’artifice énergétique prévu la prochaine approche dans trois ans nous permet de nous préparer à étudier le système binaire à travers tout le spectre électromagnétique avec les plus grands télescopes », se réjouit Bern Stappers, professeur à l’université de Manchester.