211 – la verite sur les pulsars

L’ARTICLE

Une étude dirigée par un astronome de l’IRAP¹ (Université Paul Sabatier/CNRS/CNES) a permis la découverte d’un pulsar rayonnant une énergie équivalente à 10 millions de soleils. Il est si puissant qu’il rayonne autant d'énergie que le disque qui entoure un trou noir, sans toutefois en avoir la masse. Il s’agit du pulsar le plus brillant jamais observé dans l’Univers. Un pulsar est un objet stellaire dense formé lors d’une supernova et dont le rayonnement X est périodique à la fréquence de rotation de l’étoile sur elle-même. La découverte a été faite avec NuSTAR (NASA’s Nuclear Spectroscopic Telescope Array), elle paraitra dans la revue Nature du 9 octobre 2014

Grande fut la surprise de découvrir qu’une ULX (appelée X-2) de la galaxie Messier 82 située à 12 millions d’années-lumière, contenait non pas un trou noir, mais bien une étoile à neutrons en rotation. Cette découverte fortuite s’est produite alors que NuSTAR observait une récente supernovae de M82. Située à proximité de la supernovae, l’ULX X-2 émettait un signal périodique en rayons X : la signature temporelle d’un pulsar. Un pulsar est une étoile à neutrons en rotation, émettant comme un phare dont le faisceau intercepte périodiquement la Terre.

Il a fallu adjoindre à NuSTAR, les satellites Swift et Chandra pour confirmer que l’émission de X-2 provenait bien d’un pulsar. La période de rotation du pulsar est de 1.37 seconde, et l’énergie rayonnée est équivalente à 10 millions de Soleil. Sans la détection de pulsations, X-2 serait considérée comme une ULX normale, contenant vraisemblablement un trou noir. C’est probablement le cas cependant d’une autre ULX, présente dans M82, qui vient récemment d’être proposée comme abritant un trou noir de masse intermédiaire.

Ce résultat de premier plan nous invite donc à reconsidérer la population d’ULXs dans son ensemble, toutes n’étant pas associées à des trous noirs. C’est la diversité d’objets qui permettra de contraindre les différents mécanismes de formation et d’évolution des ULXs. De plus, comprendre comment un objet de la taille de Paris intra-muros peut rayonner autant d’énergie nécessitera de mieux modéliser le comportement de la matière dans les champs gravitationnels et les champs magnétiques des étoiles à neutrons.

REF / An ultraluminous X-ray source powered by an accreting neutron star, M. Bachetti et Al., Nature, doi:10.1038/nature13791, octobre 2014

COMMENTAIRES

Nous Avons déjà attiré l’attention sur la totale incompréhension de l’astrophysique standard quant à la nature d’un pulsar. Pour celle-ci, il s’agit d’une vieille étoile à neutrons. Une étoile à neutrons est un objet purement théorique qui repose sur deux postulats :1) la notion de matière dégénérée hyper dense jamais observée reposant sur une série d’hypothèses physiques contestables 2) l’application de la loi » du patineur » selon laquelle la rotation du pulsar est due à l’éviction de matière suite à l’explosion de l’étoile. Or, la vitesse inouïe du pulsar ne peut s’expliquer par ce simple phénomène. Nous avons déjà entrepris une critique détaillée de cet objet purement fantasmagorique qu’est une étoile à neutrons pour ne pas devoir ici y revenir. Nous pensons d’autre part que la meilleure des critiques consiste à substituer un nouveau modèle à l’ancien dont la pertinence supérieure suffira à l’imposer.

Deux caractéristiques définissent une jeune étoile : 1) une température extrême 2) une vitesse de rotation élevée*1. A priori, un pulsar les remplit alors même que pour le modèle dominant il s’agirait du reliquat d’une vielle étoile ayant explosée.

Comment pouvons-nous par ailleurs expliquer la très grande densité du pulsar ? Nous avons affaire en effet au cœur nu d’une étoile mais cet état de nudité n’est pas le résultat d’une expulsion des « vêtements » de gaz et matière recouvrant l’étoile. Tout au contraire, il s’agit d’une étoile naissante n’ayant pas encore produit l’hélium et d’hydrogène pour la recouvrir. Dans notre modèle inversé de l’astrogenèse, l’étoile produit en premier ses éléments les plus denses et les plus lourds dans sa phase la plus chaude, ce qui est le cas pour le pulsar. Ce n’est que dans sa période de refroidissement que les atomes les plus légers comme l’hydrogène vont recouvrir l’astre et contribuer ainsi à ralentir l’émission de matière par la pression gravitationnelle exercée.

Comment cependant expliquer la très haute densité de ce cœur stellaire ? Nous l’avions nommé « cœur photonique » puisque composé essentiellement d’un plasma de prématière portée à une température extrême qui est celle des photons. La densité de ce plasma dérive de celle de la prématière dont nous avons démontré qu’elle était absolue puisque non composée d’éléments, étant absolument jointive.

La vitesse de rotation élevée s’explique quant à elle par une « effet de tuyère », l’éjection par l’équateur de photons et particules à la vitesse de la lumière. Ces deux phénomènes corrélés justifient le champ magnétique intense du pulsar.

Comme on le constate, notre démonstration, très embryonnaire, est en parfaite adéquation avec la phénoménologie observée des pulsars. Pour parvenir à cet accord, il a fallu opérer une véritable révolution « copernicienne », celle qui consiste à renverser la perspective et ne plus considérer le pulsar comme une vieille étoile mais au contraire comme un astre en train de naître.

*1 A noter que pour l'astrophysique actuelle, une étoile en effondrement augmente progressivement sa vitesse de rotation pour ensuite ralentir. Dans notre nouveau modèle, la grande vitesse est initiale pour ne cesser de ralentir, ce qui est plus simple et plus conforme aux lois physiques.